Problema de ejemplo de gas ideal: presión parcial

En cualquier mezcla de gases, cada componente gas ejerce una presión parcial que contribuye al total presión. En lo ordinario temperaturas y presión, puede aplicar la ley de gas ideal para calcular la presión parcial de cada gas.

Comencemos por revisar el concepto de presión parcial. En una mezcla de gases, la presión parcial de cada gas es la presión que ejercería el gas si fuera el único que ocupara ese volumen de espacio. Si suma la presión parcial de cada gas en una mezcla, el valor será la presión total del gas. La ley utilizada para encontrar presión parcial supone que la temperatura del sistema es constante y el gas se comporta como un gas ideal, siguiendo la ley de los gases ideales:

PV = nRT

donde P es presión, V es volumen, n es el número de lunares, R es la constante de gas, y T es la temperatura.

La presión total es entonces la suma de todas las presiones parciales de los gases componentes. por norte componentes de un gas:

PAG_total = P₁ + P₂ + P₃ +... PAG_norte

Cuando se escribe de esta manera, esta variación de la Ley del Gas Ideal se llama Ley de Dalton de presiones parciales. Moviéndose por los términos, la ley puede reescribirse para relacionar moles de gas y presión total con presión parcial:

PAG_X = P_total (n / n_total)

Pregunta de presión parcial

Un globo contiene 0.1 moles de oxígeno y 0.4 moles de nitrógeno. Si el globo es a temperatura y presión estándar, ¿Cuál es la presión parcial del nitrógeno?

Solución

La presión parcial se encuentra por Ley de Dalton:

PAG_X = P_Total (n_X / n_Total )

dónde
PAG_X = presión parcial de gas x
PAG_Total = presión total de todos los gases
norte_X = número de moles de gas x
norte_Total = número de moles de todos los gases

Paso 1

Encuentra P_Total

Aunque el problema no indica explícitamente la presión, sí le dice que el globo está en temperatura y presión estándar. La presión estándar es de 1 atm.

Paso 2

Sume el número de moles de los gases componentes para encontrar n_Total

norte_Total = n_oxígeno + n_nitrógeno
norte_Total = 0.1 mol + 0.4 mol
norte_Total = 0.5 mol

Paso 3

Ahora tiene toda la información necesaria para conectar los valores en la ecuación y resolver P_nitrógeno

PAG_nitrógeno = P_Total (n_nitrógeno / n_Total )
PAG_nitrógeno = 1 atm (0.4 mol / 0.5 mol)
PAG_nitrógeno = 0.8 atm

Responder

La presión parcial del nitrógeno es de 0,8 atm.

• ¡Asegúrese de informar sus unidades correctamente! Por lo general, cuando se utiliza cualquier forma de la ley de gases ideal, se trata de masa en moles, temperatura en Kelvin, volumen en litros y presión en atmósferas. Si tiene temperaturas en grados Celsius o Fahrenheit, conviértalas a Kelvin antes de continuar.
• Recuerde que los gases reales no son gases ideales, por lo que aunque el cálculo tendrá muy pocos errores en condiciones normales, no será precisamente el valor real. Para la mayoría de las situaciones, el error es insignificante. El error aumenta a medida que aumenta la presión y la temperatura de un gas porque las partículas interactúan entre sí con más frecuencia.