आंशिक दबाव की गणना कैसे करें

रसायन शास्त्र में, "आंशिक दबाव" प्रत्येक गैस मिश्रण में गैस के दबाव को संदर्भित करता है इस तरह के एक नमूना बोतल, एक स्कूबा टैंक या हवा वातावरण सीमा के रूप में अपने परिवेश, के खिलाफ डालती है। यदि आप जानते हैं कि गैस कितनी है, मात्रा कितनी है और उसका तापमान है, तो आप मिश्रण में प्रत्येक गैस के दबाव की गणना कर सकते हैं। आप फिर गैसीय मिश्रण के कुल दबाव को खोजने के लिए इन आंशिक दबावों का योग कर सकते हैं या आप पहले कुल दबाव पा सकते हैं और फिर आंशिक दबाव मिल सकते हैं।

सामग्री

चरणों

भाग 1गैसों के गुणों को समझना
भाग 2आंशिक दबावों की गणना, और फिर कुल योग
भाग 3कुल दबाव की गणना और फिर आंशिक दबाव

चेतावनी
आवश्यक सामग्री
सूत्रों और कोटेशन

चरणों

भाग 1
गैसों के गुणों को समझना

"आदर्श" गैस के रूप में प्रत्येक गैस का इलाज करें एक आदर्श गैस, रसायन विज्ञान में, वह एक है जो अन्य अणुओं के प्रति आकर्षित न होकर अन्य गैसों से संपर्क करता है। व्यक्तिगत अणु एक-दूसरे तक पहुंच सकते हैं और बिलियर्ड गेंदों की तरह बाउंस किसी भी तरह से विकृत न हो सकते हैं।

आदर्श गैस के दबाव बढ़ जाते हैं क्योंकि वे छोटे स्थानों में संकुचित होते हैं और वे बड़े क्षेत्रों में फैलते हैं। रॉयलर बॉयल के नाम पर इस रिश्ते को बॉयल का कानून कहा जाता है यह गणितीय रूप में वर्णित है k = P x V या, अधिक बस, k = PV, जहां k निरंतर संबंध को दर्शाता है, पी दबाव को दर्शाता है और V मात्रा को दर्शाता है
कई संभावित इकाइयों में से एक का उपयोग करके दबावों का निर्धारण किया जा सकता है। एक पास्कल (पीए) है, जिसे एक वर्ग मीटर पर लागू न्यूटन बल के रूप में परिभाषित किया गया है। एक और वायुमंडल (एटीएम) है, जिसे समुद्र स्तर पर पृथ्वी के वायुमंडल के दबाव के रूप में परिभाषित किया गया है। 1 एटीएम का दबाव 101325 रुपये के बराबर है
वॉल्यूम में बढ़ोतरी और कमी के कारण आदर्श गैस तापमान में वृद्धि। इस संबंध चार्ल्स कानून कहा जाता है जैक चार्ल्स नाम पर रखा और गणितीय के रूप में कश्मीर = वी / टी, जहां कश्मीर मात्रा निरंतर और तापमान के बीच का अनुपात, वी फिर मात्रा है, और टी तापमान है वर्णित है।
इस समीकरण में गैस का तापमान डिग्री केल्विन में दिया जाता है, जो कि गैस तापमान के 27 डिग्री सेल्सियस डिग्री सेल्सियस जोड़कर पाए जाते हैं।
इन दोनों संबंधों को एक समीकरण में जोड़ा जा सकता है: k = PV / T, जिसे पीवी = केटी के रूप में भी लिखा जा सकता है।

चित्र शीर्षक आंशिक दबाव चरण 2 की गणना करें

परिभाषित करें कि गैसों को किस मात्रा में मापा जाता है गैसों में बड़े पैमाने पर और मात्रा है वॉल्यूम को आमतौर पर लीटर (एल) में मापा जाता है, लेकिन दो प्रकार के द्रव्यमान होते हैं

परंपरागत द्रव्यमान ग्राम में मापा जाता है या, अगर पर्याप्त मात्रा में द्रव्यमान, किलोग्राम होता है
गैसों की हल्कीता के कारण, उन्हें आणविक द्रव्यमान या दाढ़ द्रव्यमान के द्रव्यमान के दूसरे रूप में मापा जाता है। दाढ़ द्रव्यमान को परिभाषित किया जाता है कि कार्बन के लिए 12 के मूल्य की तुलना में प्रत्येक परमाणु के साथ गैस के गठन के प्रत्येक परमाणु के परमाणु भार का योग होता है।
चूंकि परमाणु और अणुओं के साथ काम करने के लिए बहुत छोटा है, गैसों की मात्रा को परिभाषित किया गया है। किसी दिए गए गैस में मौजूद मॉल की संख्या को दाढ़ द्रव्यमान द्वारा द्रव्यमान को विभाजित करके निर्धारित किया जा सकता है और इसे अक्षर n द्वारा दर्शाया जा सकता है।
हम n के उत्पाद द्वारा गैस के समीकरण में मनमाने ढंग से लगातार कश्मीर की जगह ले सकता, मोल्स की संख्या (mol), और एक नया निरंतर आर समीकरण अब एन.आर. = पी वी / टी या पीवी = nRT लिखा जा सकता है।
आर का मूल्य गैस के दबाव, मात्रा और तापमान को मापने के लिए इस्तेमाल इकाइयों पर निर्भर करता है लिटर में मात्रा की पहचान करने के लिए, केल्विन तापमान और वायुमंडल में दबाव, इसकी कीमत 0.0821 एल.टीएम / के.एम.ओल है। यह भी एल 0.0821 एटीएम के लिखा जा सकता है ^-1 मोल ^-1 माप की इकाइयों में विभाजित बार से बचने के लिए।

डाल्टन के आंशिक दबाव के कानून को समझें। जॉन डाल्टन रसायनज्ञ और भौतिक विज्ञानी, जो पहली बार रासायनिक तत्वों की अवधारणा उन्नत परमाणुओं के प्रयास किए जा द्वारा विकसित, डाल्टन कानून कहा गया है कि गैसों का मिश्रण की कुल दबाव मिश्रण में प्रत्येक गैस के दबाव का योग है।

डाल्टन का कानून पी जैसे एक समीकरण के रूप में लिखा जा सकता है _{संपूर्ण} = पी₁ + पी₂ + पी₃... बहुत सारे जोड़ों के साथ बराबर चिह्न के रूप में क्योंकि मिश्रण में गैसें हैं
डाल्टन के कानून का समीकरण उन गैसों के साथ काम करके बढ़ाया जा सकता है जिनके व्यक्तिगत आंशिक दबाव अज्ञात हैं, लेकिन जिनमें से हम उनकी मात्रा और तापमान जानते हैं गैस का एक आंशिक दबाव उसी दबाव का होता है, अगर एक ही गैस की मात्रा पोत में एकमात्र गैस होती है।
आंशिक दबावों के लिए, हम आदर्श गैस समीकरण को दोबारा लिख सकते हैं ताकि सूत्र पी.वी. = एनआरटी के बजाय, हम बराबर चिह्न के बाईं ओर सिर्फ पी ही सकते हैं। ऐसा करने के लिए, हम वी: पीवी / वी = एनआरटी / वी द्वारा दोनों पक्षों को विभाजित करते हैं। बाईं तरफ दो वीस एक-दूसरे को रद्द करते हैं, पी = एनआरटी / वी छोड़कर।
इसके बाद हम आंशिक दबाव समीकरण के दाहिनी ओर प्रत्येक सब्सक्रिप्शन पी बदल सकते हैं: पी_{संपूर्ण} = (एनआरटी / वी) ₁ + (एनआरटी / वी) ₂ + (एनआरटी / वी) ₃...

भाग 2
आंशिक दबावों की गणना, और फिर कुल योग

गैसों के आंशिक दबाव समीकरण को परिभाषित करें जिनके साथ आप काम कर रहे हैं। इस गणना के प्रयोजनों के लिए, हम एक 2 लीटर फ्लास्क मानते हैं जो तीन गैसों को रखता है: नाइट्रोजन (एन₂), ऑक्सीजन (ओ₂) और कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ₂)। प्रत्येक गैस के 10 ग्राम हैं, और फ्लास्क में उनमें से प्रत्येक का तापमान 37 डिग्री सेल्सियस है। हमें प्रत्येक गैस का आंशिक दबाव और उस दबाव का पता लगाना होगा जो मिश्रण पोत पर लगाया जाता है।

हमारे आंशिक दबाव समीकरण पी बन जाता है _{संपूर्ण} = पी _{नाइट्रोजन} + पी _{ऑक्सीजन} + पी _{कार्बन डाइऑक्साइड} .
चूंकि हम प्रत्येक गैस पर दबाव डालते हैं, हम मात्रा और तापमान जानते हैं और हम पा सकते हैं कि प्रत्येक गैस का कितना मॉल मौजूद है, हम इस समीकरण को फिर से लिख सकते हैं: पी_{संपूर्ण} = (एनआरटी / वी) _{नाइट्रोजन} + (एनआरटी / वी) _{ऑक्सीजन} + (एनआरटी / वी) _{कार्बन डाइऑक्साइड}

तापमान को केल्विन में परिवर्तित करें तापमान 37 डिग्री सेल्सियस है, इसलिए 310 के लिए 273 डिग्री सेल्सियस 37 डिग्री सेल्सियस ले आओ।

नमूने में मौजूद प्रत्येक गैस के मॉल की संख्या ढूंढें। गैस के मॉल की संख्या गैस का द्रव्यमान है जो कि उसके दाढ़ द्रव्यमान द्वारा विभाजित है, जो हम कहते हैं कि परिसर में प्रत्येक परमाणु के परमाणु भार का योग है।

पहले गैस के लिए, नाइट्रोजन (एन₂), प्रत्येक परमाणु 14 की एक परमाणु वजन क्योंकि द्विपरमाणुक नाइट्रोजन (दो परमाणुओं के आणविक फार्म) है, हम अपने नमूने में है कि नाइट्रोजन फिर एक दाढ़ जन 28. है खोजने के लिए 14 से 2 गुणा करना चाहिए, मोल्स की संख्या है, जो हम नाइट्रोजन के 0.4 मोल के लगभग बराबर होगी के लिए प्रति 28 10 ग्राम के ग्राम में बड़े पैमाने पर विभाजित करते हैं।
दूसरी गैस के लिए, ऑक्सीजन (ओ₂), प्रत्येक परमाणु 16 वर्ष की एक परमाणु वजन द्विपरमाणुक ऑक्सीजन भी इसलिए 16 से 2 गुणा है हमारे नमूने में है कि ऑक्सीजन 32 ग्राम 32 से 10 डिवाइडिंग की दाढ़ जन हम में से 0.3 के बारे में मोल्स देता है खोजने के लिए है हमारे नमूने में ऑक्सीजन
तीसरी गैस, कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ₂16 + 16 + 12 = 44 दाढ़ जन के लिए: 12- और दो ऑक्सीजन, 16 वर्ष की एक परमाणु वजन हम तीन वजन जोड़ा होने से प्रत्येक के एक परमाणु वजन के साथ एक कार्बन:) तीन परमाणुओं है। 44 से विभाजित कार्बन डाइऑक्साइड की 0.2 के बारे में तिल में 10 ग्राम देता है।

मॉल, वॉल्यूम और तापमान के अनुसार मूल्य बदलें हमारा समीकरण अब इस तरह दिखता है: पी_{संपूर्ण} = (0.4 * आर * 310/2) _{नाइट्रोजन} + (0.3 * आर * 310/2) _{ऑक्सीजन} + (0.2 * आर * 310/2) _{कार्बन डाइऑक्साइड}.

सादगी के लिए, हमने माप की इकाइयां छोड़ दी हैं जो मूल्यों के साथ हैं। इन इकाइयों को बिलों के बाद रद्द कर दिया जाएगा, केवल माप की इकाई को छोड़कर हम दबाव की रिपोर्ट करने के लिए उपयोग कर रहे हैं।

निरंतर आर के लिए मूल्य बदलें हम वायुमंडल में आंशिक और कुल दबाव पाएंगे, इसलिए हम 0.0821 एटीएम एल / के.एम.ोल के आर के लिए मूल्य का उपयोग करेंगे। समीकरण में मान को प्रतिस्थापित करना अब पी देता है_{संपूर्ण} = (0.4 * 0.0821 * 310/2) _{नाइट्रोजन} + (0.3 * 0.0821 * 310/2) _{ऑक्सीजन} + (0.2 * 0.0821 * 310/2) _{कार्बन डाइऑक्साइड} .

प्रत्येक गैस के लिए आंशिक दबावों की गणना करें अब जब हमारे पास मूल्य हैं, तो गणित करने का समय है।

नाइट्रोजन का आंशिक दबाव के लिए, 0.4 मोल हमारे .0821 और 310 कश्मीर के हमारे निरंतर तापमान से गुणा करें और फिर 2 लीटर प्रति विभाजित: 0,4 * 0,0821 * 310/2 = 5,09 एटीएम, लगभग
ऑक्सीजन की आंशिक दबाव के लिए, 0.3 मोल हमारे .0821 और 310 कश्मीर के हमारे निरंतर तापमान से गुणा करें और फिर 2 लीटर प्रति विभाजित: 0,3 * 0,0821 * 310/2 = 3,82 एटीएम, लगभग
कार्बन डाइऑक्साइड के आंशिक दबाव के लिए, हम 0.0821 के हमारे निरंतर 0.2 mol और 310 के हमारे तापमान के गुणा और फिर 2 लीटर से विभाजित करें: 0.2 * 0.0821 * 310/2 = 2 , 54 एटीएम, लगभग
हम अब कुल दबाव खोजने के लिए इन दबावों को जोड़ते हैं: पी_{संपूर्ण} = 5.0 9 + 3.82 + 2.54, या 11.45 एटीएम, लगभग

भाग 3
कुल दबाव की गणना और फिर आंशिक दबाव

चित्र शीर्षक आंशिक दबाव चरण 10 गणना करें

पहले के रूप में आंशिक दबाव समीकरण निर्धारित करें एक बार फिर, हम मानते हैं कि 2 लीटर फ्लास्क में 3 गैस शामिल हैं: नाइट्रोजन (एन₂), ऑक्सीजन (ओ₂), और कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ₂)। प्रत्येक गैस के 10 ग्राम होते हैं और फ्लास्क में प्रत्येक गैस का तापमान 37 डिग्री सेल्सियस होता है।

केल्विन में तापमान अभी भी 310 होगा, और जैसा कि पहले, हमारे पास लगभग 0.4 एमओएल नाइट्रोजन, 0.3 एमओएल ऑक्सीजन और 0.2 एमओएल कार्बन डाइऑक्साइड है।
इसी तरह, हम अभी भी वायुमंडल में दबावों को पा सकते हैं, इसलिए हम लगातार आर के लिए 0.0821 एटीएम एल / के.एम.ओ.एल. का मूल्य इस्तेमाल करेंगे।
इस प्रकार, हमारे आंशिक दबाव समीकरण अभी भी इसी समय में दिखता है: पी_{संपूर्ण} = (0.4 * 0.0821 * 310/2) _{नाइट्रोजन} + (0.3 * 0.0821 * 310/2) _{ऑक्सीजन} + (0.2 * 0.0821 * 310/2) _{कार्बन डाइऑक्साइड}.

गैसीय मिश्रण की कुल संख्या की खोज करने के लिए नमूने में प्रत्येक गैस के मॉल की संख्या जोड़ें। चूंकि मात्रा और तापमान गैस में प्रत्येक नमूने के लिए एक समान हैं, इसलिए ये उल्लेख नहीं कि प्रत्येक दाढ़ का मूल्य एक ही स्थिरांक से गुणा किया जाता है, इसलिए हम पी के रूप में समीकरण को फिर से लिखने के लिए गणित के वितरण गुण का उपयोग कर सकते हैं।_{संपूर्ण} = (0.4 + 0.3 + 0.2) * 0.0821 * 310/2

गैस मिश्रण का 0.4 + 0.3 + 0.2 = 0.9 मॉल जोड़ना यह पी के लिए समीकरण को सरल करता है _{संपूर्ण} = 0.9 * 0.0821 * 310/2

गैस मिश्रण के कुल दबाव की गणना करें गुणा करना 0.9 * 0.0821 * 310/2 = 11.45 मिलीग्राम, लगभग

कुल मिश्रण में प्रत्येक गैस के अनुपात का पता लगाएं। ऐसा करने के लिए, प्रत्येक गैस के मोजे की संख्या को विभाजित करते हैं, जो कुल संख्या में हैं।

इसमें 0.4 मॉल नाइट्रोजन है, इसलिए नमूना का 0.4 / 0.9 = 0.44 (44%), लगभग
नमूने के 0.3 मिलीग्राम नाइट्रोजन है, तो 0.3 / 0.9 = 0.33 (33%), लगभग
कार्बन डाइऑक्साइड की 0.2 मिलीलीटर है, इसलिए नमूना का लगभग 0.2 / 0.9 = 0.22 (22%) है।
हालांकि ऊपर अनुमानित प्रतिशत केवल 0.9 9 हैं, वास्तविक दशमलव दशमलव दोहरा रहे हैं, इसलिए वास्तविक राशि दशमलव के बाद दोहराना की श्रृंखला है। परिभाषा के अनुसार, यह 1 या 100% के समान है।

आंशिक दबाव खोजने के लिए कुल दबाव से प्रत्येक गैस का आनुपातिक मूल्य गुणा करें।

गुणा 0.44 * 11.45 = 5.04 एटीएम, लगभग
गुणा 0.33 * 11.45 = 3.78 एटीएम, लगभग
गुणा 0.22 * 11.45 = 2.52 एटीएम, लगभग

== टिप्स ==

आप आंशिक दबावों को पहले, फिर कुल दबाव, और पहले कुल दबाव को खोजने और आंशिक दबावों को ढूंढकर मूल्यों में थोड़ा अंतर देखेंगे। ध्यान रखें कि दिए गए मान को अनुमानित मूल्य के रूप में प्रस्तुत किया गया था, क्योंकि एक या दो दशमलव स्थानों के गोलाकारों के कारण मूल्यों को समझना आसान हो सकता है। यदि आप एक कैलकुलेटर के साथ गणना करते हैं, गोल के बिना, आप एक नाबालिग देखेंगे, या यहां तक कि नहीं, दो विधियों के बीच विसंगति।

चेतावनी

आंशिक गैस के दबावों का ज्ञान गोताखोरों के लिए जीवन या मृत्यु का मुद्दा बन सकता है। एक ऑक्सीजन आंशिक दबाव बहुत कम हो सकता है चेतना और मृत्यु की हानि हो सकती है, जबकि हाइड्रोजन या ऑक्सीजन का बहुत उच्च आंशिक दबाव भी विषाक्त हो सकता है।