सामग्री

• पायर्‍या
• टिपा
• चेतावणी
• आवश्यक साहित्य

रसायनशास्त्रात, "आंशिक दबाव" म्हणजे गॅस मिश्रणामधील प्रत्येक वायू त्याच्या सभोवतालच्या सपाट, जसे की नमुना बाटली, डायविंग एअरची टाकी किंवा वातावरणाच्या मर्यादा विरूद्ध वापरला जातो. मिश्रणातील प्रत्येक वायूच्या दबावाची आपण गणना करू शकता जर आपल्याला त्यात किती प्रमाणात आहे, ते किती खंडित करते आणि त्याचे तापमान माहित आहे. त्यानंतर आपण गॅस मिश्रणाचा एकूण दबाव शोधण्यासाठी हे आंशिक दबाव जोडू शकता किंवा आपण आधी एकूण दबाव शोधू शकता आणि नंतर आंशिक दबाव शोधू शकता.

पायर्‍या

3 पैकी भाग 1: वायूंचे गुणधर्म समजून घेणे

1. 

   प्रत्येक गॅसला "आदर्श" गॅस म्हणून समजा. रसायनशास्त्रातील एक आदर्श वायू, त्याच्या रेणूकडे आकर्षित न होता इतर वायूंशी संवाद साधतो. वैयक्तिक रेणू एकमेकांना मारू शकतात आणि बिलियर्ड बॉलसारखे कोणत्याही प्रकारे विकृत न होऊ शकतात.
   • लहान गॅसमध्ये संकुचित केल्यामुळे आणि मोठ्या भागात विस्तारित झाल्यामुळे घटते, कारण वायूचा दबाव वाढतो. रॉबर्ट बॉयल नंतर या नात्याला बॉयल लॉ म्हणतात. हे गणितीयदृष्ट्या के = पी एक्स व्ही किंवा अधिक सहजपणे के = पीव्ही असे वर्णन केले आहे, जेथे के स्थिर संबंध दर्शवते, पी दबाव दर्शवते आणि व्ही खंड दर्शवते.
   • अनेक संभाव्य युनिटपैकी एक वापरून दबाव निश्चित केला जाऊ शकतो. एक म्हणजे पास्कल (पा), चौरस मीटरपेक्षा अधिक लागू असलेले न्यूटन फोर्स म्हणून परिभाषित केले. आणखी एक म्हणजे वातावरण (एटीएम), ज्यास समुद्र पातळीवरील पृथ्वीवरील वातावरणाचा दबाव म्हणून परिभाषित केले जाते. 1 एटीएमचा दबाव 101,325 Pa इतका आहे.
   • व्हॉल्यूम वाढतात आणि कमी होताना आदर्श गॅस तापमान वाढते. जॅक चार्ल्स नंतर या नात्याला चार्ल्सचा कायदा म्हणतात आणि गणितानुसार के = व्ही / टी असे वर्णन केले आहे, जेथे के स्थिर स्थिरता आणि तापमान यांच्यातील संबंध दर्शवते, व्ही खंड पुन्हा दर्शवते आणि टी तापमानाचे प्रतिनिधित्व करते.
   • या समीकरणातील गॅस तापमान डिग्री केल्विनमध्ये दिले गेले आहे, जे गॅस तपमानाच्या डिग्री सेल्सिअसच्या संख्येमध्ये 273 जोडून शोधले जातात.
   • हे दोन संबंध एकाच समीकरणात एकत्र केले जाऊ शकतात: के = पीव्ही / टी, ज्याला पीव्ही = केटी देखील लिहिले जाऊ शकते.

2. 

   
   
   वायू कोणत्या प्रमाणात मोजल्या जातात ते निश्चित करा. वायूंमध्ये वस्तुमान आणि मात्रा असते. व्हॉल्यूम सहसा लिटर (एल) मध्ये मोजले जाते, परंतु दोन प्रकारचे द्रव्यमान असतात.
   • पारंपारिक वस्तुमान ग्रॅममध्ये मोजले जाते किंवा, जर तेथे पुरेसे मोठे वस्तुमान असेल तर किलोग्रॅम.
   • वायूंच्या हलकीपणामुळे, त्यास आण्विक वस्तुमान किंवा मोलार मास नावाच्या वस्तुमानाच्या दुसर्या स्वरूपात देखील मोजले जाते. कार्बनच्या 12 मूल्याच्या मूल्यांच्या तुलनेत गॅस बनलेल्या प्रत्येक कंपाऊंडच्या अणूच्या अणूच्या वेगाची बेरीज म्हणून मोलर मासची व्याख्या केली जाते.
   • अणू आणि रेणू काम करण्यासाठी फारच कमी असल्याने, वायूंचे प्रमाण मोल्समध्ये परिभाषित केले जाते. दिलेल्या गॅसमध्ये उपस्थित मोल्सची संख्या मोलेर मासद्वारे विभाजन करून निर्धारित केली जाऊ शकते आणि एन अक्षराद्वारे दर्शविली जाऊ शकते.
   • आम्ही गॅस समीकरणात अनियंत्रित स्थिर केची जागा एन च्या उत्पादनाने, मॉल्सची संख्या (मोल) आणि नवीन स्थिर आर बदलू शकतो. हे समीकरण आता एनआर = पीव्ही / टी किंवा पीव्ही = एनआरटी लिहिले जाऊ शकते.
   • आर मूल्य गॅसचे दाब, खंड आणि तपमान मोजण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या युनिट्सवर अवलंबून असते. लिटरमधील मात्रा, केल्विनमधील तापमान आणि वातावरणामधील दबाव ओळखण्यासाठी त्याचे मूल्य 0.0821 एल.एटीएम / के.मॉल आहे.मोजमापांच्या युनिट्समध्ये स्प्लिट बार टाळण्यासाठी हे एल 0.0821 एटीएम के मोल देखील लिहिले जाऊ शकते.

3. 

   
   
   डाल्टनचा आंशिक दाबांचा कायदा समजून घ्या. रसायनशास्त्रज्ञ आणि भौतिकशास्त्रज्ञ जॉन डाल्टन यांनी विकसित केलेले, ज्यांनी प्रथम अणूंनी बनविलेल्या रासायनिक घटकांची संकल्पना पुढे आणली, डॅल्टन लॉ म्हणतो की वायू मिश्रणाचा एकूण दबाव म्हणजे मिश्रणातील प्रत्येक वायूच्या दाबाचा योग होय.
   • पी म्हणून समीकरण म्हणून डाल्टनचा नियम लिहू शकतो _एकूण = पी₁ + पी₂ + पी₃... मिश्रणात वायू आहेत तितकेच समान चिन्हानंतर आणखी अ‍ॅडेंडासह.
   • ज्याच्या वैयक्तिक आंशिक दबाव अज्ञात आहेत अशा वायूंवर काम करताना डाल्टनचे कायदा समीकरण वाढविले जाऊ शकते, परंतु त्यापैकी त्यांचे खंड आणि तापमान आपल्याला माहित आहे. जर गॅसचा आंशिक दबाव समान दबाव असेल तर समान कंटेनरमध्ये फक्त गॅस असेल.
   • प्रत्येक आंशिक दबावांसाठी, आम्ही आदर्श गॅस समीकरण पुन्हा लिहू शकतो जेणेकरून, पीव्ही = एनआरटी सूत्रऐवजी आपल्यास समान चिन्हाच्या डाव्या बाजूला फक्त पी असू शकेल. हे करण्यासाठी, आम्ही व्ही: पीव्ही / व्ही = एनआरटी / व्ही द्वारे दोन्ही बाजू विभाजित करतो. डावीकडील दोन वि पी = एनआरटी / व्ही सोडून एकमेकांना रद्द करतात.
   • त्यानंतर आम्ही अर्धवट दाब समीकरणाच्या उजवीकडे असलेल्या प्रत्येक पीची जागा बदलू शकतो: पी_एकूण = (एनआरटी / व्ही) ₁ + (एनआरटी / व्ही) ₂ + (एनआरटी / व्ही) ₃…

भाग 3 चा 2: आंशिक दबाव आणि नंतर एकूण दाबांची गणना करत आहे

1. 

   
   
   
   
   आपण कार्य करीत असलेल्या वायूंसाठी आंशिक दाब समीकरण परिभाषित करा. या गणनेच्या उद्देशाने आम्ही 2 लिटरचा बलून गृहित धरू ज्यामध्ये तीन वायू आहेत: नायट्रोजन (एन)₂), ऑक्सिजन (ओ₂) आणि कार्बन डाय ऑक्साईड (सीओ₂). प्रत्येक वायूपैकी 10 ग्रॅम असतात आणि फ्लास्कमध्ये त्यापैकी प्रत्येकचे तापमान 37º सेल्सिअस असते. आम्हाला प्रत्येक वायूचे आंशिक दबाव आणि कंटेनरवर मिश्रण असलेल्या एकूण दाबाची शोधणे आवश्यक आहे.
   • आपले आंशिक दबाव समीकरण पी बनते _एकूण = पी _{नायट्रोजन} + पी _{ऑक्सिजन} + पी _{कार्बन डाय ऑक्साइड} .
   • आपण प्रत्येक वायूने ​​दबाव आणण्याचा प्रयत्न करीत असल्यामुळे आपल्याला त्याचे प्रमाण आणि तापमान माहित आहे आणि वस्तुमानाच्या आधारे प्रत्येक वायूचे किती मोल अस्तित्त्वात आहेत हे आपण शोधू शकतो: पी हे समीकरण पुन्हा लिहू शकतो._एकूण = (एनआरटी / व्ही) _{नायट्रोजन} + (एनआरटी / व्ही) _{ऑक्सिजन} + (एनआरटी / व्ही) _{कार्बन डाय ऑक्साइड}

2. 

   
   
   तापमान केल्विनमध्ये रुपांतरित करा. तापमान 37º सेल्सिअस आहे, म्हणून 310 के मिळविण्यासाठी 273 ते 37 जोडा.

3. 

   नमुन्यात प्रत्येक वायूसाठी मोलची संख्या शोधा. वायूच्या मोलांची संख्या म्हणजे वायूचे द्रव्यमान त्याच्या मोलरच्या वस्तुमानाने विभाजित होते, जे आपण म्हटले आहे कंपाऊंडमधील प्रत्येक अणूच्या अणूच्या वजनाची बेरीज.
   • पहिल्या वायूसाठी नायट्रोजन (एन₂), प्रत्येक अणूचे 14 चे अणू वजन असते. नायट्रोजन डायटॉमिक (दोन अणूंचे आण्विक स्वरूप) असल्याने, आपल्या नमुन्यातील नायट्रोजनचे दातांचे प्रमाण 28 आहे हे शोधण्यासाठी आपल्याला 14 ने 2 ने गुणावे लागेल. नंतर, वस्तुमान विभाजित करा. ग्रॅम मध्ये, 10 ग्रॅम, 28 पर्यंत, मोल्सची संख्या मिळविण्यासाठी, आम्ही अंदाजे 0.4 मिली नायट्रोजन बनवू.
   • दुसर्‍या वायूसाठी ऑक्सिजन (ओ₂), प्रत्येक अणूचे 16 चे अणू वजन असते. ऑक्सिजन डायटॉमिक देखील असतो, म्हणून आमच्या नमुन्यामध्ये ऑक्सिजनचे 32 चे प्रमाण आहे. 10 ग्रॅमला 32 ने विभाजित केल्याने आपल्यातील अंदाजे 0.3 मोल ऑक्सिजन मिळते. नमुना.
   • तिसरा वायू, कार्बन डाय ऑक्साईड (सीओ)₂), मध्ये 3 अणू आहेत: एक कार्बन, 12 च्या अणू वजनासह; आणि दोन ऑक्सिजन, प्रत्येकी 16 चे अणू वजन आहे. आम्ही दाढीच्या वस्तुमानासाठी तीन वजन जोडतो: 12 + 16 + 16 = 44. 10 ग्रॅम 44 चे विभाजन केल्यामुळे आम्हाला अंदाजे 0.2 मिली कार्बन डाय ऑक्साईड मिळते.

4. 

   
   
   मोल्स, व्हॉल्यूम आणि तापमानासह मूल्ये बदला. आपले समीकरण आता असे दिसते: पी_एकूण = (0.4 * आर * 310/2) _{नायट्रोजन} + (0.3 0.3 * आर * 310/2) _{ऑक्सिजन} + (0.2 * आर * 310/2) _{कार्बन डाय ऑक्साइड}.
   • साधेपणासाठी, आम्ही मूल्येसह मोजमापांची एकके सोडली आहेत. आम्ही गणिते केल्यावर ही युनिट्स रद्द केली जातील, आम्ही दबाव अहवाल देण्यासाठी वापरत असलेल्या मोजमापाचे एकक सोडून.

5. 

   स्थिर आर साठी मूल्य पर्याय. आम्हाला वातावरणामध्ये आंशिक आणि एकूण दबाव आढळेल, तर आपण 0.0821 एटीएम एल / के.मोलचे आर मूल्य वापरू. समीकरणात मूल्य बदलणे आता आपल्याला पी देते_एकूण =(0,4 * 0,0821 * 310/2) _{नायट्रोजन} + (0,3 *0,0821 * 310/2) _{ऑक्सिजन} + (0,2 * 0,0821 * 310/2) _{कार्बन डाय ऑक्साइड} .

6. 

   प्रत्येक वायूसाठी आंशिक दाबांची गणना करा. आता आपल्याकडे मूल्ये जागोजागी झाली आहेत, गणिताची वेळ आली आहे.
   • नायट्रोजनच्या आंशिक दाबासाठी, आपण आपल्या 0.0821 स्थिर आणि आपल्या 310 के तापमानानुसार 0.4 मोल गुणाकार करतो आणि नंतर 2 लिटरने विभाजित करतो: 0.4 * 0.0821 * 310/2 = 5, 09 एटीएम अंदाजे.
   • आंशिक ऑक्सिजन प्रेशरसाठी, आपण आपल्या 0.0821 स्थिर आणि आपल्या 310 के तापमानाने 0.3 मोल गुणाकार करतो आणि नंतर 2 लिटरने विभाजित करतो: 0.3 * 0.0821 * 310/2 = 3, 82 एटीएम, अंदाजे.
   • कार्बन डाय ऑक्साईडच्या आंशिक दबावासाठी, आपण आपल्या 0.0821 स्थिर आणि आपल्या 310 के तापमानानुसार 0.2 मोल गुणाकार करतो आणि नंतर 2 लिटरने विभाजित करतो: 0.2 * 0.0821 * 310/2 = 2.54 atm, अंदाजे.
   • एकूण दबाव शोधण्यासाठी आम्ही आता हे दबाव समाविष्ट करतो: पी_एकूण = 5.09 + 3.82 + 2.54 किंवा अंदाजे 11.45 एटीएम.

3 चे भाग 3: एकूण दबाव आणि नंतर आंशिक दाबांची गणना करत आहे

1. 

   पूर्वीप्रमाणे आंशिक दबाव समीकरण परिभाषित करा. पुन्हा, आम्ही असे गृहीत धरतो की 2 लिटरच्या फ्लास्कमध्ये 3 वायू असतात: नायट्रोजन (एन₂), ऑक्सिजन (ओ₂) आणि कार्बन डाय ऑक्साईड (सीओ₂). प्रत्येक वायूपैकी 10 ग्रॅम असतात आणि फ्लास्कमध्ये प्रत्येक वायूचे तापमान 37 अंश सेल्सिअस असते.
   • केल्विनचे ​​तापमान अद्याप 310 राहील आणि पूर्वीप्रमाणे आपल्याकडे 0.4 मॉल नायट्रोजन, ०. m मिली ऑक्सिजन आणि कार्बन डाय ऑक्साईडचे ०. m मिली आहे.
   • त्याचप्रमाणे, आम्हाला अद्याप वातावरणामध्ये दबाव आढळेल, म्हणून आपण स्थिर आर साठी 0.0821 एटीएम एल / के.मोलचे मूल्य वापरू.
   • तर, आपले आंशिक दबाव समीकरण अद्याप या टप्प्यावर दिसते: पी_एकूण =(0,4 * 0,0821 * 310/2) _{नायट्रोजन} + (0,3 *0,0821 * 310/2) _{ऑक्सिजन} + (0,2 * 0,0821 * 310/2) _{कार्बन डाय ऑक्साइड}.

2. 

   गॅस मिश्रणाची एकूण संख्या शोधण्यासाठी नमुन्यात प्रत्येक वायूच्या मोलांची संख्या जोडा. गॅसमधील प्रत्येक नमुन्यासाठी खंड आणि तापमान समान असल्यामुळे प्रत्येक दाताचे मूल्य समान स्थिरतेने गुणाकार असल्याचे नमूद न करता आम्ही समीकरणाचे लिखाण करण्यासाठी गणिताच्या वितरित मालमत्तेचा वापर करू शकतो._एकूण = (0,4 + 0,3 + 0,2) * 0,0821 * 310/2.
   • गॅस मिश्रणात 0.4 + 0.3 + 0.2 = 0.9 मोल जोडणे. हे पी साठी समीकरण पुढे सरलीकृत करते _एकूण = 0,9 * 0,0821 * 310/2.

3. 

   गॅस मिश्रणाच्या एकूण दाबाची गणना करा. ०.9 * ०.०21२२ * 10१०/२ = ११.55 मोल, अंदाजे गुणाकार करीत आहे.

4. 

   एकूण मिश्रणात प्रत्येक वायूचे प्रमाण शोधा. हे करण्यासाठी, प्रत्येक वायूसाठी मोलच्या संख्येने मोलांच्या संख्येने विभाजित करा.
   • येथे 0.4 मोल नायट्रोजन आहे, म्हणून अंदाजे 0.4 / 0.9 = 0.44 (44%) नमुना.
   • येथे नायट्रोजनचे 0.3 मोल आहे, म्हणून अंदाजे 0.3 / 0.9 = 0.33 (33%) नमुना.
   • कार्बन डाय ऑक्साईडमध्ये 0.2 मोल आहे, जेणेकरून अंदाजे 0.2 / 0.9 = 0.22 (22%) नमुना.
   • जरी वरील अंदाजे टक्केवारी फक्त ०.99 to पर्यंत वाढत असली तरी वास्तविक दशांश पुनरावृत्ती होत आहेत, म्हणून वास्तविक बेरीज दशांश नंतर नायनांच्या पुनरावृत्तीची मालिका आहे. परिभाषानुसार, हे 1, किंवा 100% प्रमाणेच आहे.

5. 

   आंशिक दबाव शोधण्यासाठी प्रत्येक दाबाच्या प्रत्येक वायूचे प्रमाण प्रमाण वाढवा.
   • 0.44 * 11.45 = 5.04 atm अंदाजे गुणाकार करीत आहे.
   • अंदाजे 0.33 * 11.45 = 3.78 एटीएम गुणाकार करीत आहे.
   • अंदाजे 0.22 * 11.45 = 2.52 एटीएम गुणाकार करीत आहे.

टिपा

• प्रथम आंशिक दबाव, नंतर एकूण दबाव आणि प्रथम एकूण दबाव आणि नंतर आंशिक दबाव शोधून मूल्यांमध्ये थोडा फरक जाणवेल. लक्षात ठेवा मूल्ये समजण्यास सुलभ करण्यासाठी एक किंवा दोन दशांश ठिकाणी गोल केल्यामुळे दिलेली मूल्ये अंदाजे मूल्य म्हणून सादर केली गेली. जर आपण एका कॅल्क्युलेटरसह गणना केली तर, गोल न करता, आपल्याला दोन पद्धतींमध्ये एक किरकोळ, असल्यास काही दिसेल.

चेतावणी

• आंशिक गॅस प्रेशरचे ज्ञान हे गोताखोरांसाठी जीवन आणि मृत्यूची बाब बनू शकते. ऑक्सिजनचा अत्यल्प दबाव खूप कमी झाल्यामुळे चेतना आणि मृत्यू कमी होऊ शकतो, तर हायड्रोजन किंवा ऑक्सिजनचा उच्च आंशिक दबाव देखील विषारी असू शकतो.

आवश्यक साहित्य

• कॅल्क्युलेटर;
• अणू वजन / मोलार जनतेचे संदर्भ पुस्तक.