210 6. Stan PPww
210 6. Stan PPww
nH>
-2SlZ-_^2.0,17^ ,,^.,0^ mo, „f
-R-T-0,0821 dro^tmTnorHC^frfc- 6.5.2. Ciśnienie cząstkowe gazu i ułamek molowy
Jak już wcześniej stwierdzono, mieszaninę gazów A i B opisać można następującymi równaniami:
nA~RT “ _ nc* &T
p*"-^- p-»——
Po podzieleniu pA przez p^ otrzymujemy:
- ~Pa~~1 nx
Pe* n«a
Ułamek nVnca& nazywany jest ułamkiem molowym składnika A w mieszaninie -gazów. Poprzez ułamek molowy (XA ■ nA/hcdO wyrazić można ciśnienie cząstkowe składnika A:
Pa = XA Poi;
Tak więc ciśnienie cząstkowe gazu w mieszaninie równe jest iloczynowi jego ułamka molowego i ciśnienia mieszaniny.
Przykład 9
Analiza chemiczna powietrza wykazuje, że ułamki molowe azotu, tlenu i argonu wynoszą odpowiednio: 0,781; 0,210 i 0,009. Obliczyć ciśnienie cząstkowe każdego z gazów przy ciśnieniu atmosferycznym równym 105 Pa.
Rozwiązanie
Ciśnienie atmosferyczne jest ciśnieniem mieszaniny gazów. Ciśnienie cząstkowe składnika A obliczyć można z równania: pA = XA Po*.
p„2=0,781*105 Pa pOj = 0^10*l05Pa pAr=0,009-105 Pa
Łatwo można sprawdzić, że suma ciśnień cząstkowych, zgodnie z. prawem Daltona, wynosi 105 Pa.
W poprzednich rozdziałach w obliczeniach posługiwano^się równaniem sianu gazu doskonałego (tj. równaniem Clapeyrona). Zazwyczaj daje lo dobro wyniki, jednakże w niskich temperaturach i pod wysokimi ciśnieniami gazy rzeczywiste wykazują znaczne odstępstwa od gazu doskonałego, do którego opisu stosuje się równanie Clapeyrona.
InacżejTnówiąc, inf wanmki bliższe są ciekłemu stanowi-gazu, tym goizej do opisu gazu stosuje się równanie gazu doskonałego.
—6.6.1. Równanie van der Waałsa--------
Spośród wielu równań, uwzględniających odstępstwa gazów rzeczywistych od gazu doskonałego, najczęściej stosowane jest równanie van der Waalsa:
81
gdzie: Vm - objętość molowa gazu, a, b-stałe.
Dla n moli gazu równanie ma postać:
(p + i^.)(V-bn) = nRT
W tabeli podano wartość stałych a i b dla kilku gazów w dwóch różnyoh układach jednostek.
Wartość stałych a i b równania Van der Waalsa, dla kilku gazów, w dwóch różnych układach jednostek
Gaz |
a |
b |
a |
b |
N*m4-morż |
m^-mol-1 |
dm0*atm*morz |
dmJ*moIjj | |
h2 |
0,0248 |
2,71*10'* |
0,244 |
0,027 |
He |
0,00344 |
2,39-10"5 |
0,034 |
0,024 |
o2 |
0,1337 |
3,16-10-5 |
1,360 |
0,032 |
n2 |
0,1398 |
3,99-10** |
1,390 |
0,039 |
CH4 |
0,2266 |
4,30*10"5 |
2,253 |
0,043 |
C02 |
0,3648 |
4,34-10"5 |
3,592 |
0,043 |
1 so2 |
0,6754 |
5,60* 10"5 |
6,714 |
0,056 |
Cb |
0,6531 |
5,60* 10"5 |
6,493 |
0,056 |
1 h20 |
0,5496 |
3,00* 1CT5 |
5,464 |
0.030 |