विषय

• कदम
• टिप्स
• चेतावनी
• आवश्यक सामग्री

रसायन विज्ञान में, "आंशिक दबाव" उस दबाव को संदर्भित करता है जो गैस मिश्रण में प्रत्येक गैस अपने परिवेश, जैसे कि एक नमूना बोतल, डाइविंग हवा का एक टैंक या एक वायुमंडल की सीमाओं के खिलाफ उगता है। आप मिश्रण में प्रत्येक गैस के दबाव की गणना कर सकते हैं यदि आप जानते हैं कि इसका कितना हिस्सा है, इसकी मात्रा क्या है और इसका तापमान कितना है। फिर आप गैस मिश्रण के कुल दबाव का पता लगाने के लिए इन आंशिक दबावों को जोड़ सकते हैं, या आप पहले कुल दबाव पा सकते हैं और फिर आंशिक दबावों का पता लगा सकते हैं।

कदम

भाग 1 का 3: गैसों के गुणों को समझना

1. 

   प्रत्येक गैस को "आदर्श" गैस मानें। एक आदर्श गैस, रसायन विज्ञान में, वह है जो अन्य गैसों के साथ बातचीत करता है, बिना उसके अणुओं के प्रति आकर्षित हुए। व्यक्तिगत अणु एक दूसरे से टकरा सकते हैं और किसी भी तरह से विकृत हुए बिना बिलियर्ड गेंदों की तरह उछल सकते हैं।
   • आदर्श गैस के दबाव में वृद्धि होती है क्योंकि वे छोटे स्थानों में संकुचित होते हैं और बड़े क्षेत्रों में विस्तार करते हैं। रॉबर्ट बॉयल के बाद इस रिश्ते को बॉयल का नियम कहा जाता है। इसे गणितीय रूप से k = P x V या अधिक, सरल रूप से, k = PV के रूप में वर्णित किया जाता है, जहाँ k निरंतर संबंध का प्रतिनिधित्व करता है, P दबाव का प्रतिनिधित्व करता है और V मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है।
   • दबाव को कई संभावित इकाइयों में से एक का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। एक पास्कल (पा) है, जिसे एक वर्ग मीटर से अधिक न्यूटन बल के रूप में परिभाषित किया गया है। एक अन्य वातावरण (एटम) है, जिसे समुद्र के स्तर पर पृथ्वी के वायुमंडल के दबाव के रूप में परिभाषित किया गया है। 1 एटीएम का दबाव 101,325 Pa के बराबर है।
   • आदर्श गैस के तापमान में वृद्धि के रूप में वृद्धि और कमी होती है। जैक्स चार्ल्स के बाद इस रिश्ते को चार्ल्स का नियम कहा जाता है और गणितीय रूप से k = V / t के रूप में वर्णित किया जाता है, जहां k निरंतर मात्रा और तापमान के बीच संबंध का प्रतिनिधित्व करता है, V मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है, फिर से, और T तापमान का प्रतिनिधित्व करता है।
   • इस समीकरण में गैस का तापमान केल्विन में दिया जाता है, जो कि गैस के तापमान की डिग्री सेल्सियस की संख्या में 273 जोड़कर पाया जाता है।
   • इन दो रिश्तों को एक एकल समीकरण में जोड़ा जा सकता है: k = PV / T, जिसे PV = kT भी लिखा जा सकता है।

2. 

   
   
   परिभाषित करें कि गैसों को कितनी मात्रा में मापा जाता है। गैसों में द्रव्यमान और मात्रा होती है। वॉल्यूम आमतौर पर लीटर (एल) में मापा जाता है, लेकिन दो प्रकार के द्रव्यमान होते हैं।
   • पारंपरिक द्रव्यमान को ग्राम में मापा जाता है या, यदि पर्याप्त रूप से बड़ा द्रव्यमान, किलोग्राम है।
   • गैसों के हल्के होने के कारण, उन्हें एक अन्य रूप में भी मापा जाता है जिसे आणविक द्रव्यमान या दाढ़ द्रव्यमान कहा जाता है। मोलर द्रव्यमान को उस यौगिक के प्रत्येक परमाणु के परमाणु भार के योग के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिसमें गैस का निर्माण होता है, प्रत्येक परमाणु में कार्बन के लिए 12 के मूल्य के साथ तुलना की जाती है।
   • चूंकि परमाणुओं और अणुओं के साथ काम करने के लिए बहुत छोटा है, गैसों की मात्रा मोल्स में परिभाषित की जाती है। किसी दिए गए गैस में मौजूद मोल्स की संख्या को दाढ़ द्रव्यमान द्वारा द्रव्यमान को विभाजित करके निर्धारित किया जा सकता है और पत्र n द्वारा दर्शाया जा सकता है।
   • हम n के उत्पाद के साथ गैस समीकरण में मनमाने ढंग से स्थिर k को बदल सकते हैं, moles (mol) की संख्या, और एक नया निरंतर R. समीकरण को अब nR = PV / T या PV = nRT लिखा जा सकता है।
   • आर मान गैसों के दबाव, वॉल्यूम और तापमान को मापने के लिए उपयोग की जाने वाली इकाइयों पर निर्भर करता है। लीटर में मात्रा की पहचान करने के लिए, केल्विन में तापमान और वायुमंडल में दबाव, इसका मूल्य 0.0821 L.atm / K.mol है। माप की इकाइयों में विभाजन पट्टी से बचने के लिए इसे L 0.0821 atm K mol भी लिखा जा सकता है।

3. 

   
   
   डाल्टन के आंशिक दबावों के नियम को समझें। रसायनज्ञ और भौतिक विज्ञानी जॉन डाल्टन द्वारा विकसित, जिन्होंने पहली बार परमाणुओं से बने रासायनिक तत्वों की अवधारणा को आगे बढ़ाया, डाल्टन के नियम ने कहा कि गैस मिश्रण का कुल दबाव मिश्रण में प्रत्येक गैसों के दबाव का योग है।
   • डाल्टन के नियम को P के समान समीकरण के रूप में लिखा जा सकता है _{संपूर्ण} = पी₁ + पी₂ + पी₃... समान संकेत के बाद के रूप में कई अतिरिक्त के साथ मिश्रण में गैसों हैं।
   • डाल्टन के लॉ समीकरण का विस्तार तब किया जा सकता है जब गैसों के साथ काम करना जिनके व्यक्तिगत आंशिक दबाव अज्ञात हैं, लेकिन जिनमें से हम उनके संस्करणों और तापमान को जानते हैं। यदि गैस की समान मात्रा कंटेनर में एकमात्र गैस थी तो गैस का आंशिक दबाव समान दबाव होता है।
   • आंशिक दबावों में से प्रत्येक के लिए, हम आदर्श गैस समीकरण को फिर से लिख सकते हैं ताकि सूत्र PV = nRT के बजाय, हम समान चिह्न के बाईं ओर केवल P रख सकें। ऐसा करने के लिए, हम दोनों पक्षों को V: PV / V = ​​nRT / V से विभाजित करते हैं। बाईं ओर दो Vs एक दूसरे को रद्द कर देते हैं, जिससे P = nRT / V निकल जाता है।
   • हम आंशिक दबाव समीकरण के दाईं ओर सब्सक्राइब किए गए प्रत्येक P को बदल सकते हैं: P_{संपूर्ण} = (nRT / V) ₁ + (nRT / V) ₂ + (nRT / V) ₃…

भाग 2 का 3: आंशिक दबावों की गणना और फिर कुल दबाव

1. 

   
   
   
   
   उन गैसों के लिए आंशिक दबाव समीकरण को परिभाषित करें जिनके साथ आप काम कर रहे हैं। इस गणना के प्रयोजनों के लिए, हम एक 2 लीटर गुब्बारा मानेंगे जो तीन गैसों को रखता है: नाइट्रोजन (एन₂), ऑक्सीजन (O)₂) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO)₂) का है। प्रत्येक गैस के 10 ग्राम होते हैं, और फ्लास्क में उनमें से प्रत्येक का तापमान 37º सेल्सियस होता है। हमें प्रत्येक गैस के आंशिक दबाव और कुल दबाव को खोजने की आवश्यकता है जो मिश्रण कंटेनर पर डालती है।
   • हमारा आंशिक दबाव समीकरण P बन जाता है _{संपूर्ण} = पी _{नाइट्रोजन} + पी _{ऑक्सीजन} + पी _{कार्बन डाईऑक्साइड} .
   • चूँकि हम प्रत्येक गैस के दबाव को ज्ञात करने की कोशिश कर रहे हैं, हमें मात्रा और तापमान का पता है और हम पा सकते हैं कि प्रत्येक गैस के कितने मोल्स द्रव्यमान के आधार पर मौजूद हैं, हम इस समीकरण को फिर से लिख सकते हैं: P_{संपूर्ण} = (nRT / V) _{नाइट्रोजन} + (nRT / V) _{ऑक्सीजन} + (nRT / V) _{कार्बन डाईऑक्साइड}

2. 

   
   
   तापमान को केल्विन में परिवर्तित करें। तापमान 37 37 सेल्सियस है, इसलिए 310 K प्राप्त करने के लिए 273 से 37 जोड़ें।

3. 

   नमूने में गैसों में से प्रत्येक के लिए मोल्स की संख्या का पता लगाएं। गैस के मोल्स की संख्या उस गैस का द्रव्यमान है जो उसके दाढ़ द्रव्यमान से विभाजित होती है, जिसे हमने कहा है कि यौगिक में प्रत्येक परमाणु के परमाणु भार का योग है।
   • पहली गैस के लिए, नाइट्रोजन (एन₂), प्रत्येक परमाणु का एक परमाणु भार होता है 14. चूंकि नाइट्रोजन डायटोमिक (दो परमाणुओं का आणविक रूप) है, इसलिए हमें यह पता लगाने के लिए 14 से 2 गुणा करना होगा कि हमारे नमूने में नाइट्रोजन का दाढ़ द्रव्यमान 28 है। फिर, द्रव्यमान को विभाजित करें ग्राम में, 10 ग्राम, 28 से, मोल्स की संख्या प्राप्त करने के लिए, जिसे हम नाइट्रोजन के 0.4 मोल के साथ अनुमानित करेंगे।
   • दूसरी गैस के लिए, ऑक्सीजन (ओ)₂), प्रत्येक परमाणु का परमाणु भार 16 है। ऑक्सीजन भी डायटोमिक है, इसलिए 16 को 2 से गुणा करें ताकि पता चले कि हमारे नमूने में ऑक्सीजन का दाढ़ द्रव्यमान 32 है। 10 ग्राम को 32 से विभाजित करने से हमें लगभग 0.3 मिली लीटर ऑक्सीजन मिलता है। नमूना है।
   • तीसरी गैस, कार्बन डाइऑक्साइड (CO)₂), 3 परमाणु हैं: एक कार्बन, 12 के परमाणु भार के साथ; और दो ऑक्सीजन, प्रत्येक 16 के परमाणु भार के साथ। हम तीन भार जोड़ते हैं: दाढ़ द्रव्यमान के लिए 12 + 16 + 16 = 44। 44 से 10 ग्राम विभाजित करने से हमें लगभग 0.2 mol कार्बन डाइऑक्साइड मिलती है।

4. 

   
   
   मानों को मोल्स, वॉल्यूम और तापमान के साथ बदलें। हमारा समीकरण अब इस तरह दिखता है: पी_{संपूर्ण} = (0.4 * R * 310/2) _{नाइट्रोजन} + (0.3 * R * 310/2) _{ऑक्सीजन} + (0.2 * आर * 310/2) _{कार्बन डाईऑक्साइड}.
   • सादगी के लिए, हमने माप की इकाइयों को छोड़ दिया है जो मूल्यों के साथ हैं। गणित को करने के बाद इन इकाइयों को रद्द कर दिया जाएगा, केवल माप की इकाई को छोड़कर हम रिपोर्ट दबाव का उपयोग कर रहे हैं।

5. 

   स्थिर आर के लिए मान को प्रतिस्थापित करें। हम वायुमंडल में आंशिक और कुल दबाव पाएंगे, इसलिए हम 0.0821 atm L / K.mol के R मान का उपयोग करेंगे। समीकरण में मान को प्रतिस्थापित करने से अब हमें P मिलता है_{संपूर्ण} =(0,4 * 0,0821 * 310/2) _{नाइट्रोजन} + (0,3 *0,0821 * 310/2) _{ऑक्सीजन} + (0,2 * 0,0821 * 310/2) _{कार्बन डाईऑक्साइड} .

6. 

   प्रत्येक गैस के लिए आंशिक दबावों की गणना करें। अब चूंकि हमारे पास मूल्य हैं, यह गणित करने का समय है।
   • नाइट्रोजन के आंशिक दबाव के लिए, हम 0.4 mol को हमारे 0.0821 स्थिर और हमारे 310 K तापमान से गुणा करते हैं, और फिर 2 लीटर से विभाजित करते हैं: 0.4 * 0.0821 * 310/2 = 5, 09 एटीएम, लगभग।
   • आंशिक ऑक्सीजन दबाव के लिए, हम 0.3 mol को हमारे 0.0821 स्थिर और हमारे 310 K तापमान से गुणा करते हैं और फिर 2 लीटर से विभाजित करते हैं: 0.3 * 0.0821 * 310/2 = 3, 82 एटीएम, लगभग।
   • कार्बन डाइऑक्साइड के आंशिक दबाव के लिए, हम 0.2 mol को हमारे 0.0821 स्थिर और हमारे 310 K तापमान से गुणा करते हैं, और फिर 2 लीटर से विभाजित करते हैं: 0.2 * 0.0821 * 310/2 = 2.54 एटीएम, लगभग।
   • अब हम कुल दबाव खोजने के लिए इन दबावों को जोड़ते हैं: P_{संपूर्ण} = 5.09 + 3.82 + 2.54, या लगभग 11.45 एटीएम।

भाग 3 की 3: कुल दबाव की गणना और फिर आंशिक दबाव

1. 

   पहले की तरह आंशिक दबाव समीकरण को परिभाषित करें। फिर, हम मानते हैं कि 2-लीटर फ्लास्क में 3 गैसें होती हैं: नाइट्रोजन (एन₂), ऑक्सीजन (O)₂), और कार्बन डाइऑक्साइड (CO)₂) का है। 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, पहले की तरह, हमारे पास लगभग 0.4 लीटर नाइट्रोजन, 0.3 mol ऑक्सीजन और 0.2 mol कार्बन डाइऑक्साइड है।
   • इसी तरह, हम अभी भी वायुमंडल में दबाव पाएंगे, इसलिए हम निरंतर आर के लिए 0.0821 atm L / K.mol के मान का उपयोग करेंगे।
   • इसलिए, हमारा आंशिक दबाव समीकरण अभी भी इस बिंदु पर समान 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 डाईऑक्साइड}.

2. 

   गैस मिश्रण के कुल मोल्स को खोजने के लिए नमूने में प्रत्येक गैस के मोल्स की संख्या जोड़ें। चूँकि गैस में प्रत्येक नमूने के लिए आयतन और तापमान समान हैं, यह उल्लेख करने के लिए नहीं कि प्रत्येक दाढ़ का मान समान से गुणा किया जाता है, हम समीकरण के रूप में पी को फिर से लिखने के लिए गणित की वितरण संपत्ति का उपयोग कर सकते हैं।_{संपूर्ण} = (0,4 + 0,3 + 0,2) * 0,0821 * 310/2.
   • गैस मिश्रण के 0.4 + 0.3 + 0.2 = 0.9 मोल जोड़ना। यह आगे P के लिए समीकरण को सरल करता है _{संपूर्ण} = 0,9 * 0,0821 * 310/2.

3. 

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

4. 

   कुल मिश्रण में प्रत्येक गैस का अनुपात ज्ञात कीजिए। ऐसा करने के लिए, प्रत्येक गैस के लिए मोल्स की संख्या को मोल्स की कुल संख्या से विभाजित करें।
   • नाइट्रोजन का 0.4 मोल है, इसलिए नमूने का 0.4 / 0.9 = 0.44 (44%), लगभग।
   • नाइट्रोजन का 0.3 mol है, इसलिए नमूने का 0.3 / 0.9 = 0.33 (33%), लगभग।
   • कार्बन डाइऑक्साइड का 0.2 mol है, ताकि नमूना का 0.2 / 0.9 = 0.22 (22%), लगभग।
   • यद्यपि ऊपर दिए गए अनुमानित प्रतिशत केवल 0.99 तक जोड़ते हैं, वास्तविक दशमलव दोहरा रहे हैं, इसलिए वास्तविक योग दशमलव के बाद नाइनों की पुनरावृत्ति की एक श्रृंखला है। परिभाषा के अनुसार, यह 1, या 100% के समान है।

5. 

   आंशिक दबाव खोजने के लिए कुल दबाव द्वारा प्रत्येक गैस के आनुपातिक मूल्य को 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 पहले आंशिक दबाव, फिर कुल दबाव और पहले दबाव और फिर आंशिक दबाव का पता लगाकर मूल्यों में थोड़ा अंतर देखेंगे। याद रखें कि दिए गए मानों को अनुमानित मानों के रूप में प्रस्तुत किया गया था, एक या दो दशमलव स्थानों पर घूमने के कारण मूल्यों को समझना आसान हो जाता है। यदि आप एक कैलकुलेटर के साथ गणना करते हैं, तो गोलाई के बिना, आप दो तरीकों के बीच एक छोटी सी, यदि कोई विसंगति है, तो आपको नोटिस करेंगे।

चेतावनी

• आंशिक गैस दबाव का ज्ञान गोताखोरों के लिए जीवन और मृत्यु का विषय बन सकता है। बहुत कम ऑक्सीजन का आंशिक दबाव चेतना और मृत्यु का नुकसान हो सकता है, जबकि हाइड्रोजन या ऑक्सीजन का बहुत अधिक आंशिक दबाव भी विषाक्त हो सकता है।

आवश्यक सामग्री

• कैलकुलेटर;
• परमाणु भार / दाढ़ जन की संदर्भ पुस्तक।