理想气体示例问题：分压
在任何气体混合物中，每种组分气体都会产生一个构成总压的分压。在正常温度和压力下，可以应用理想气体定律来计算每种气体的分压。
什么是分压(partial pressure)？
让我们先回顾一下分压的概念。在气体混合物中，每种气体的分压是气体在占据该体积空间时所施加的压力。如果你把混合物中每种气体的分压加起来，这个值就是气体的总压。用于确定分压的定律假设系统温度恒定，气体表现为理想气体，遵循理想气体定律：
PV=nRT
其中P是压力，V是体积，n是摩尔数，R是气体常数，T是温度。
然后，总压力是组成气体的所有分压之和。对于气体的n组分：
Ptotal=P1+P2+P3+。。。Pn
当用这种方式写时，理想气体定律的这种变化称为道尔顿分压定律。围绕这些术语，该定律可以改写为气体摩尔数和总压与分压之间的关系：
Px=Ptotal（n/ntotal）
分压问题
气球含有0.1摩尔的氧和0.4摩尔的氮。如果气球处于标准温度和压力下，氮气的分压是多少？
解决方案
分压由道尔顿定律确定：
Px=PTotal（nx/nTotal）
式中px=气体分压xPTotal=所有气体的总压nx=气体的摩尔数xnTotal=所有气体的摩尔数
第一步
找到托托
虽然问题没有明确说明压力，但它确实告诉您气球处于标准温度和压力。标准压力为1大气压。
步骤2
把组分气体的摩尔数加起来，算出总摩尔数
nTotal=noxygen+nnitrogennTotal=0.1 mol+0.4 mol=0.5 mol
步骤3
现在你有了所有需要的信息，可以把这些值插入方程中，求解Pnitrogen
Pnitrogen=PTotal（nnitrogen/nTotal）Pnitrogen=1 atm（0.4 mol/0.5 mol）Pnitrogen=0.8 atm
答复
氮气的分压为0.8 atm。
执行分压计算的有用提示
- 请务必正确报告您的单位！通常，当使用任何形式的理想气体定律时，你们要处理的是摩尔质量，开尔文温度，升体积，大气压力。如果温度以摄氏度或华氏度为单位，请在继续之前将其转换为开尔文。
- 请记住，真实气体不是理想气体，因此，尽管在一般情况下，计算误差很小，但它不会精确到真实值。在大多数情况下，误差可以忽略不计。误差随着气体压力和温度的增加而增加，因为粒子之间的相互作用更加频繁。
- 发表于 2021-10-14 15:45
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- 分类：化学
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