小伙伴,对于分压定律成立的原因和分压定律是什么呢,很多人可能不是很了解。因此,今天我将和大家分享一些关于分压定律成立的原因和分压定律是什么呢的知识,希望能够帮助大家更好地理解这个话题。
本文目录一览
分压定律成立的原因?
分压定律(Dalton'slawofpartialpressure)混合气体中某组分气体对器壁所施加的压力叫做该组分气体的分压。对于理想气体来说,某组分气体的分压力等于在相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。
定律定义
分压定律(Dalton'slawofpartialpressure)混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和,某组分气体的分压大小则等于其单独占有与气体混合物相同体积时所产生的压强。这一经验定律被称为分压定律。[1]
推导过程
1.在温度与体积一定时,混合气体中各组分气体的分压之和等于混合气体的总压。
数学表达式:P总=P1+P2+···+Pi
假定在体积为V的容器中充入一定量的混合气体,在温度T下,其总压为P总,显然混合气体总物质的量n总是个组分气置的量ni。
由理想气体定律:P总V=n总RTPiV=niRT
将P总V=n总RT展开
P总=n总RT/V=(n1+n2+···+ni)RT/V=n1RT/V+n2RT/V+···+ni=P1+P2+···+Pi
2.气体的分压等于总压强乘以气体摩尔分数或体积分数。
P总=P1+P2+···+Pi,在右式两边同除P总。
1=P1/P总+P2/P总+···+Pi/P总=x1+x2+···+xi
各组分气体的分压Pi与总压P总之比称之为压强分数,显然压强分数之和Pi/P总等于1。
因为n总=n1+n2+···+ni
同样,1=n1/n总+n2/n总+···+ni/n总=x1+x2+···+xi
ni/n总称为摩尔分数。
由分体积定律:1=V1/V总+V2/V总+···+Vi/V总
可得xi=Pi/P总=ni/n总=Vi/V总,即对于同一状态气体压强分数等于摩尔分数等于体积分数。
对上式变形得:Pi=P总·Vi/V总=P总·ni/n总[2]
应用领域
分压定律有很多实际应用,在实验室中进行气体有关的实验时,常会涉及混合气体中各组分气体分压的问题。例如,零摄氏度时,1mol氧气在22.4L体积内的压强是101.3kPa。如果向容器内加入1mol氮气并保持容器体积不变,则氧气的压强还是101.3kPa,但容器内的总压强增大一倍。[3]
注意事项
要注意的是,恒温下,混合气体中各组分气体所产生的分压强则等于它单独占有整个容器(与总气体混合物相同体积时)所产生的压强。实际气体并不严格遵从这条道尔顿分压定律,在高压情况下尤其如此。
因为当压力很高时,分子所占的体积和分子之间的空隙具有可比性;同时,更短的分子间距离使得分子间作用力增强,从而会改变各组分的分压力。这两点在分压定律中并没有体现。
不过分压定律对于低压下真实气体混合物也可以近似适用。
分压定律是什么呢?
分压定律是约翰·道尔顿观察提出的定律,气体的特性是能够均匀地布满它所占有的全部空间,因此,在任何容器的气体混合物中只要不发生化学变化,就像单独存在的气体一样,每一种气体都是均匀地分布在整个容器之中。
要注意的是,恒温下,混合气体中各组分气体所产生的分压强则等于它单独占有整个容器(与总气体混合物相同体积时)所产生的压强。实际气体并不严格遵从这条道尔顿分压定律,在高压情况下尤其如此。
分压定律应用领域
分压定律有很多实际应用,在实验室中进行气体有关的实验时,常会涉及混合气体中各组分气体分压的问题。例如,零摄氏度时,1mol氧气在22.4L体积内的压强是101.3kPa。如果向容器内加入1mol氮气并保持容器体积不变,则氧气的压强还是101.3kPa,但容器内的总压强增大一倍。
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