Kostenlose Schritt für Schritt Anweisungen 
Die Konvention besteht darin, die Masse in Gramm oder bei ausreichender Masse in Kilogramm zu messen. Aufgrund der geringen Masse von Gasen werden sie auch in einer anderen Massenform gemessen, nämlich Molmasse oder Molmasse. Die Molmasse ist definiert als die Summe der Atommasse jedes Atoms in der Zusammensetzung, aus der das Gas besteht, wobei jedes Atom mit dem Wert 12 für Kohlenstoff verglichen wird. Da Atome und Moleküle zu klein sind, um mit ihnen zu arbeiten, wird eine Gasmenge als die Zahl der Mol . definiert. Die Anzahl der in einem bestimmten Gas vorhandenen Mole kann durch Division der Masse durch die Molmasse bestimmt werden, und dies wird durch den Buchstaben n . dargestellt. Wir können die beliebige Konstante k in der Gasgleichung durch das Produkt aus n, der Molzahl und einer neuen Konstanten R . ersetzen. Die Gleichung kann nun geschrieben werden als nR = PV/T oder PV = nRT. Der Wert von R hängt von den Einheiten ab, die zum Messen von Druck, Volumen und Temperatur von Gasen verwendet werden. Basierend auf dem Volumen in Liter, der Temperatur in Grad Kelvin und dem Druck in Atmosphäre beträgt sein Wert 0,0821 l atm/K mol. Dies kann als 0,0821 l atm . angegeben werden. K mol um das Divisionszeichen in den Einheiten zu vermeiden. 
Das Daltonsche Gesetz kann in Form einer Gleichung geschrieben werden als Pgesamt = P1 + P2 + P3 …mit so vielen Zusätzen am Ende des Gleichheitszeichens, wie Gase im Gemisch sind. Das Daltonsche Gesetz kann erweitert werden, wenn mit Gasen gearbeitet wird, deren individuelle Partialdrücke unbekannt sind, deren Volumen und Temperatur jedoch bekannt sind. Der Partialdruck eines Gases ist gleich dem Druck dieses Gases, wenn es das einzige Gas im Behälter ist. Für jeden Partialdruck können wir die ideale Gasgleichung so umschreiben, dass wir statt der Formel PV = nRT nur P links vom Gleichheitszeichen haben. Dazu dividieren wir beide Seiten durch V: PV / V = nRT / V. Die beiden V`s auf der linken Seite heben sich gegenseitig auf, so dass wir P = nRT/V . haben. Wir können dann jede Instanz von P auf der rechten Seite der Partialdruckgleichung mit einem Index platzieren: Pgesamt =(nRT/V) 1 + (nRT/V) 2 + (nRT/V) 3 .. 
Jedes Atom des ersten Gases, Stickstoff (N2), hat ein Atomgewicht von 14. Da der Stickstoff zweiatomig ist (er bildet zweiatomige Moleküle), müssen wir 14 mit 2 multiplizieren, um zu berechnen, dass die Stickstoffkonzentration in der Probe eine Molmasse von 28 . hat. Dann teilen wir die Masse, 10 g, durch 28 und erhalten die Anzahl der Mole, die wir auf 0,4 Mol Stickstoff aufrunden. Jedes Atom im zweiten Gas, Sauerstoff (O2), hat ein Atomgewicht von 16. Sauerstoff ist auch zweiatomig, also multiplizieren wir 16 mit 2 und finden, dass der Sauerstoff in unserem Beispiel eine Molmasse von 32 . hat. Teilen Sie 10 g durch 32 und wir erhalten ungefähr 0,3 Mol Sauerstoff als Antwort. Das dritte Gas, Kohlendioxid (CO2), hat 3 Atome: ein Kohlenstoffatom mit einem Atomgewicht von 12 und zwei Sauerstoffatome mit einem Atomgewicht von jeweils 16. Wir addieren die drei Gewichte: 12 + 16 + 16 = 44 ist die Molmasse. Teilen Sie 10 g durch 44 und wir erhalten ungefähr 0,2 Mol Kohlendioxid als Antwort. 
Der Einfachheit halber haben wir die Einheiten der Werte weggelassen. Diese Einheiten werden bei der Berechnung gegeneinander verrechnet, so dass nur die Einheit für die Druckanzeige übrig bleibt. 
Für den Stickstoffpartialdruck multiplizieren wir 0,4 Mol mit unserer Konstanten 0,0821 und der Temperatur von 310 Grad K, dann dividieren wir durch 2 Liter: 0,4 * 0,0821 * 310 / 2 = 5,09 atm. (CA). Für den Sauerstoffpartialdruck multiplizieren wir 0,3 Mol mit der Konstanten 0,0821 und unserer Temperatur von 310 Grad K, wiederum dividiert durch 2 Liter: 0,3 * 0,0821 * 310 / 2 = 3,82 atm. (CA). Für den Partialdruck von Kohlendioxid multiplizieren wir 0,2 Mol mit der Konstanten von 0,0821 und unserer Temperatur von 310 Grad K, die wir wieder durch 2 Liter teilen: 0,2 * 0,0821 * 310 / 2 = 2,54 atm. (CA). Addiere nun jeden Druck zum Gesamtdruck: Pgesamt = 5,09 + 3,82 + 2,54 oder 11,45 atm. (CA). 
0,4 + 0,3 + 0,2 = 0,9 mol des Gasgemisches. Dies vereinfacht die Gleichung weiter zu: Pgesamt = 0.9*0.0821*310/2. 
Es gibt 0,4 Mol Stickstoff, also 0,4 / 0,9 = 0,44 (44 Prozent) der Probe (ungefähr). Es gibt 0,3 Mol Sauerstoff, also 0,3 / 0,9 = 0,33 (33 Prozent) der Probe (ca.). Es gibt 0,2 Mol Kohlendioxid, also 0,2 / 0,9 = 0,22 (22 Prozent) der Probe (ungefähr). Obwohl die oben genannten geschätzten Prozentsätze 0,99 betragen, wiederholen sich die Dezimalzahlen in Wirklichkeit immer wieder, sodass die Summe tatsächlich eine sich wiederholende Reihe von Neunen nach dem Komma ist. Per Definition ist dies dasselbe wie 1 oder 100 Prozent. 
Multiplizieren Sie 0,44 * 11,45 = 5,04 atm. (CA). Multiplizieren Sie 0,33 * 11,45 = 3,78 atm. (CA). Multiplizieren Sie 0,22 * 11,45 = 2,52 atm. (CA).
Partialdruck berechnen
In der Chemie bezieht sich "Partialdruck" auf den Druck, den jedes Gas in einem Gasgemisch auf seine Umgebung ausübt, wie zum Beispiel einen Erlenmeyerkolben, eine Sauerstoffflasche eines Tauchers oder die Grenze der Atmosphäre. Sie können den Druck jedes Gases in einer Mischung separat berechnen, wenn Sie wissen, wie viel von diesem Gas vorhanden ist, welches Volumen es einnimmt und welche Temperatur es hat. Sie können diese Partialdrücke dann zum Gesamtdruck des Gasgemisches addieren oder Sie berechnen zuerst den Gesamtdruck und bestimmen dann den Partialdruck jedes Gases.
Schritte
Teil1 von 3: Die Eigenschaften von Gasen verstehen
1. Behandeln Sie jedes Gas als „ideales“ Gas. Ein ideales Gas in der Chemie ist eines, das mit anderen Gasen interagiert, ohne von ihren Molekülen angezogen zu werden. Einzelne Moleküle können wie Billardkugeln aufeinanderprallen und abprallen, ohne in irgendeiner Weise verformt zu werden.
- Der Druck idealer Gase steigt, wenn sie in kleinere Räume gequetscht werden, und sinkt, wenn ihnen mehr Raum gegeben wird. Diese Beziehung wird Boyles Gesetz genannt, benannt nach Robert Boyle. Seine Gleichung lautet k = P x V oder allgemeiner k = PV, wobei k die konstante Beziehung, P der Druck und V das Volumen ist.
- Druck kann in allen möglichen Maßeinheiten angegeben werden. Eine Möglichkeit ist das Pascal (Pa), definiert als die Kraft eines Newtons auf einem Quadratmeter. Ein anderer ist die Atmosphäre (atm.), definiert als der Druck der Atmosphäre auf Meereshöhe. Ein Druck von 1 atm. ist gleich 101.325 Pa.
- Die Temperatur eines idealen Gases steigt oder sinkt mit dem Volumen des Gases. Diese Beziehung wird Charles`s Law genannt, benannt nach Jacques Charles. Mathematisch schreiben Sie dies als k = V / T, wobei k die konstante Beziehung zwischen dem Volumen und der Temperatur ist, V das Volumen und T die Temperatur ist.
- In dieser Gleichung wird die Temperatur für Gase in Grad Kelvin ausgedrückt, die durch Addition von 273 zur Zahl der Grad Celsius umgerechnet werden kann.
- Diese beiden Beziehungen lassen sich zu einer einzigen Gleichung zusammenfassen: k = PV / T, die auch als PV = kT . geschrieben werden kann.
2. Definieren Sie die Mengen, in denen die Gase gemessen werden. Gase haben sowohl Masse als auch Volumen. Das Volumen wird normalerweise in Litern (l) gemessen, aber es gibt zwei Arten von Massen.
3. Verstehen Sie das Daltonsche Gesetz des Partialdrucks. Das Daltonsche Gesetz wurde, wie der Name schon sagt, vom Chemiker und Physiker John Dalton entwickelt, der als erster die Idee entwickelte, dass chemische Elemente aus Atomen bestehen und besagt, dass der Gesamtdruck eines Gasgemisches gleich der Summe von der Druck jedes der Gase in der Mischung.
Teil 2 von 3: Partial- und dann Totaldruck berechnen
1. Definieren Sie die Partialdruckgleichung für die Gase, mit denen Sie arbeiten. Für diese Berechnung gehen wir davon aus, dass ein 2-Liter-Erlenmeyerkolben 3 Gase enthält: Stickstoff (N2), Sauerstoff (O2) und Kohlendioxid (CO2). Jedes Gas wiegt 10 g und die Temperatur jedes Gases im Erlenmeyerkolben beträgt 37 Grad Celsius. Wir müssen den Partialdruck jedes Gases und den Gesamtdruck bestimmen, den das Gasgemisch auf den Kolben ausübt.
- Unsere Partialdruckgleichung wird nun Pgesamt = PStickstoff- + PSauerstoff + PKohlendioxid.
- Da wir versuchen, den Druck jedes Gases zu bestimmen, sein Volumen und seine Temperatur kennen und wir aufgrund seiner Masse berechnen können, wie viele Mol jedes Gases vorhanden sind, können wir diese Gleichung wie folgt umschreiben: Pgesamt =(nRT/V) Stickstoff- + (nRT/V) Sauerstoff + (nRT/V) Kohlendioxid
2. Konvertieren Sie die Temperatur in Grad Kelvin. Die Temperatur beträgt 37 Grad Celsius, also addieren wir 273 und erhalten 310 Grad K.
3. Bestimmen Sie die Molzahl jedes in der Probe vorhandenen Gases. Die Molzahl eines Gases ist die Masse dieses Gases geteilt durch seine Molmasse, die Summe der Atommassen jedes Atoms in seiner Zusammensetzung.
4. Tragen Sie die Werte für die Mole, das Volumen und die Temperatur in die Gleichung ein. Unsere Gleichung sieht nun so aus: Pgesamt=(0,4 * R * 310 / 2)Stickstoff-+(0,3*R*310/2)Sauerstoff+(0,2 * R * 310 / 2)Kohlendioxid.
5. Geben Sie den Wert für die Konstante R . ein. Wir werden die Partial- und Gesamtdrücke in der Atmosphäre angeben, also verwenden wir den Wert für R von 0,0821 L atm/K mol. Setze diesen Wert in die Gleichung ein und wir erhalten die Antwort: Pinsgesamt gibt=(0,4 * 0,0821 * 310 / 2)Stickstoff-+(0,3*0,0821*310/2)Sauerstoff+(0,2 * 0,0821 * 310 / 2)Kohlendioxid.
6. Berechnen Sie den Partialdruck für jedes Gas. Jetzt, da wir die Werte haben, ist es an der Zeit, die mathematischen Berechnungen durchzuführen.
Teil3 von 3: Berechnung des Gesamt- und Partialdrucks
1. Definieren Sie die Partialdruckgleichung wie zuvor. Nehmen wir wieder einen 2 Liter Erlenmeyerkolben mit 3 Gasen an: Stickstoff (N2), Sauerstoff (O2) und Kohlendioxid (CO2). Es gibt 10 g jedes Gases und die Temperatur jedes Gases in der Flasche beträgt 37 Grad Celsius.
- Die Kelvin-Temperatur beträgt immer noch etwa 310 Grad, und wir haben nach wie vor etwa 0,4 Mol Stickstoff, 0,3 Mol Sauerstoff und 0,2 Mol Kohlendioxid.
- Ebenso werden wir den Druck in Atmosphäre erneut aufzeichnen, also 0,0821 L atm/K mol als Wert für die R-Konstante verwenden.
- Damit sieht die Partialdruckgleichung an dieser Stelle immer noch gleich aus: Pgesamt=(0,4 * 0,0821 * 310 / 2)Stickstoff-+(0,3*0,0821*310/2)Sauerstoff+(0,2 * 0,0821 * 310 / 2)Kohlendioxid.
2. Addieren Sie die Mole jedes Gases in der Probe, um die Gesamtmole in der Gasmischung zu bestimmen. Da Volumen und Temperatur für jede Probe im Gas gleich sind, ganz zu schweigen davon, dass jeder molare Wert mit derselben Konstanten multipliziert wird, können wir die Verteilungseigenschaft der Mathematik verwenden, um die Gleichung in P . umzuschreibengesamt = (0,4 + 0,3 + 0,2) * 0,0821 * 310 / 2.
3. Bestimmen Sie den Gesamtdruck des Gasgemisches. 0,9 * 0,0821 * 310 / 2 = 11,45 Mol (ca.).
4. Bestimmen Sie, wie viel jedes Gas am gesamten Gasgemisch ausmacht. Sie tun dies, indem Sie die Gesamtzahl der Mole durch die Anzahl der Mole jedes Gases dividieren.
5. Multiplizieren Sie die proportionale Menge jedes Gases mit dem Gesamtdruck, um den Partialdruck zu bestimmen.
Tipps
- Grundsätzlich werden Sie einen kleinen Unterschied bei den Werten vom Partialdruck bis zur Ermittlung des Gesamtdrucks feststellen, im Vergleich zur Ermittlung zuerst des Gesamtdrucks und dann des Partialdrucks. Beachten Sie, dass es sich bei den angegebenen Werten um Näherungswerte handelt, da auf 1 oder 2 Dezimalstellen gerundet wird (damit sie leichter zu verstehen sind .). Wenn Sie die Berechnungen mit einem Taschenrechner ohne Rundung selbst durchführen, werden Sie entweder einen geringeren Unterschied zwischen den beiden Methoden bemerken oder gar keinen Unterschied.
Warnungen
- Die Kenntnis der Partialdrücke von Gasen kann für Taucher lebensgefährlich sein. Ein zu niedriger Sauerstoffpartialdruck kann zu Bewusstlosigkeit oder zum Tod führen, während ein zu hoher Stickstoff- und Sauerstoffpartialdruck ebenfalls toxisch sein kann.
Notwendigkeiten
- Taschenrechner
- Nachschlagewerk zu Atomgewichten/Molmassen
Оцените, пожалуйста статью
