Парциа́льное давление (лат. partialis - частичный, от лат. pars - часть) - давление, которое имел бы газ, входящий в состав газовой смеси, если бы он один занимал объём, равный объёму смеси при той же температуре. При этом пользуются также законом парциальных давлений: общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений отдельных газов, составляющих данную смесь, то естьРобщ = Р1 + Р2 + .. + Рп

Из формулировки закона следует, что парциальное давление представляет собой частичное давление, создаваемое отдельным газом. И действительно, парциальное давление - это такое давление, которое бы создавал данный газ, если бы он один занимал весь объем.

12.Дайте определение понятиям: система, фаза, среда, макро- и микросостояние.

Системой называется совокупность находящихся во взаимодей­ствии веществ, обособленная от окружающей среды. Различают гомогенные и гетерогенные системы.

Систему называют термодинамической , если между телами, ее составляющими, может происходить обмен теплотой, вещест­вом и если система полностью описывается термодинамически­ми понятиями.

В зависимости от характера взаимодействия с окружающей средой различают системы открытые, закрытые и изолиро­ ванные .

Каждое состояние системы характеризуется определенным набором значений термодинамических параметров (параметров состояния, функций состояния).

13.Назовите основные термодинамические величины, характеризующие состояние системы. Рассмотрите смысл понятий "внутренняя энергия системы и энтальпия".

Осн параметрами состояния системы явл такие пара­метры, кот можно непосредственно измерить (температура, давление, плотность, масса и т. д.).

Параметры состояния, которые не поддаются непосредст­венному измерению и зависят от основных параметров, называ­ются функциями состояния (внутренняя энергия, энтропия, эн­тальпия, термодинамические потенциалы).

В ходе химической реакции (переходе системы из одного состояния в другое) изменяется внутренняя энергия системы U:

U = U 2 -U 1 , где U 2 и U 1 - внутренняя энергия системы в конечном и на­чальном состояниях.

Значение U положительно (U> 0), если внутренняя энер­гия системы возрастает.

Энтальпия системы и ее изменение .

Работу А можно разделить на работу расширения A = pV (p = const)

и другие виды работ А" (полезная работа), кроме работы расши­рения: A = A" + pV,

где р - внешнее давление; V- изменение объема (V= V 2 - V\); V 2 - объем продуктов реакции; V 1 - объем исходных веществ.

Соответственно уравнение (2.2) при постоянном давлении запишется в виде: Q p = U + A" + pV.

Если на систему не действуют никакие другие силы, кроме постоянного давления, т. е. при протекании хим про­цесса единственным видом работы является работа расширения, тоА" = 0.

В этом случае уравнение (2.2) запишется так: Q p = U + pV.

Подставив U= U 2 – U 1 , получим: Q P =U 2 -U 1+ pV 2 + pV 1 =(U 2 +pV 2)-(U 1 + pV 1). Характеристическая функцияU + pV = Hназывается энтальпией системы . Это одна из термодинамических функций, характеризующих систему, находящуюся при постоян­ном давлении. Подставив уравнение (2.8) в (2.7), получим: Q p = H 2 -H 1 = r H.

В обычных условиях человек дышит обычным воздухом, имеющим относительно постоянный состав (табл. 1). В выдыхаемом воздухе всегда меньше кислорода и больше углекислого газа. Меньше всего кислорода и больше всего углекислого газа в альвеолярном воздухе. Различие в составе альвеолярного и выдыхаемого воздуха объясняется тем, что последний является смесью воздуха мертвого пространства и альвеолярного воздуха.

Альвеолярный воздух является внутренней газовой средой организма. От его состава зависит газовый состав артериальной крови. Регуляторные механизмы поддерживают постоянство состава альвеолярного воздуха. Состав альвеолярного воздуха при спокойном дыхании мало зависит от фаз вдоха и выдоха. Например, содержание углекислого газа в конце вдоха всего на 0,2-0,3% меньше, чем в конце выдоха, так как при каждом вдохе обновляется лишь 1/7 часть альвеолярного воздуха. Кроме того, протекает непрерывно, при вдохе и при выдохе, что способствует выравниванию состава альвеолярного воздуха. При глубоком дыхании зависимость состава альвеолярного воздуха от вдоха и выдоха увеличивается.

Таблица 1. Состав воздуха (в %)

Газообмен в легких осуществляется в результате диффузии кислорода из альвеолярного воздуха в кровь (около 500 л в сутки) и углекислого газа из крови в альвеолярный воздух (около 430 л в сутки). Диффузия происходит вследствие разности парциального давления этих газов в альвеолярном воздухе и их напряжений в крови.

Парциальное давление газа: понятие и формула

Парциальное давленые газа в газовой смеси пропорционально процентному содержанию газа и общему давлению смеси:

Для воздуха: Р атмосферное = 760 мм рт. ст.; С кислорода = 20,95%.

Оно зависит от природы газа. Всю газовую смесь атмосферного воздуха принимают за 100%, она обладает давлением 760 мм рт. ст., а часть газа (кислорода — 20,95%) принимают за х. Отсюда парциальное давление кислорода в смеси воздуха равно 159 мм рт. ст. При расчете парциального давления газов в альвеолярном воздухе необходимо учитывать, что он насыщен водяными парами, давление которых составляет 47 мм рт. ст. Следовательно, на долю газовой смеси, входящей в состав альвеолярного воздуха, приходится давление не 760 мм рт. ст., а 760 — 47 = 713 мм рт. ст. Это давление принимается за 100%. Отсюда легко вычислить, что парциальное давление кислорода, который содержится в альвеолярном воздухе в количестве 14,3%, будет равно 102 мм рт. ст.; соответственно, расчет парциального давления углекислого газа показывает, что оно равно 40 мм рт. ст.

Парциальное давление кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе является той силой, с которой молекулы этих газов стремятся проникнуть через альвеолярную мембрану в кровь.

Диффузия газов через барьер подчиняется закону Фика; так как толщина мембраны и площадь диффузии одинакова, диффузия зависит от диффузионного коэффициента и градиента давления:

Q газа — объем газа, проходящего через ткань в единицу времени; S - площадь ткани; DK-диффузионный коэффициент газа; (Р 1 , — Р 2) - градиент парциального давления газа; Т — толщина барьера ткани.

Если учесть, что в альвеолярной крови, притекающей к легким, парциальное напряжение кислорода составляет 40 мм рт. ст., а углекислого газа — 46-48 мм рт. ст., то градиент давления, определяющий диффузию газов в легких, будет составлять: для кислорода 102 — 40 = 62 мм рт. ст.; для углекислого газа 40 — 46(48) = минус 6 — минус 8 мм рт. ст. Поскольку диффузный коэффициент углекислого газа в 25 раз больше, чем у кислорода, то углекислый газ более активно уходит из капилляров в альвеолы, чем кислород в обратном направлении.

В крови газы находятся в растворенном (свободном) и химически связанном состоянии. В диффузии участвуют только молекулы растворенного газа. Количество газа, растворяющегося в жидкости, зависит:

• от состава жидкости;
• объема и давления газа в жидкости;
• температуры жидкости;
• природы исследуемого газа.

Чем выше давление данного газа и температура, тем больше газа растворяется в жидкости. При давлении 760 мм рт. ст. и температуре 38 °С в 1 мл крови растворяется 2,2% кислорода и 5,1 % углекислого газа.

Растворение газа в жидкости продолжается до наступления динамического равновесия между количеством растворяющихся и выходящих в газовую среду молекул газа. Сила, с которой молекулы растворенного газа стремятся выйти в газовую среду, называется напряжением газа в жидкости. Таким образом, в состоянии равновесия напряжение газа равно парциальному давлению газа в жидкости.

Если парциальное давление газа выше его напряжения, то газ будет растворяться. Если парциальное давление газа ниже его напряжения, то газ будет из раствора выходить в газовую среду.

Парциальное давление и напряжение кислорода и углекислого газа в легких приведены в табл. 2.

Таблица 2. Парциальное давление и напряжение кислорода и углекислого газа в легких (в мм рт. ст.)

Диффузия кислорода обеспечивается разностью парциальных давлений в альвеолах и крови, которая равна 62 мм рт. ст., а для углекислого газа — это всего лишь около 6 мм рт. ст. Времени протекания крови через капилляры малого круга (в среднем 0,7 с) достаточно для практически полного выравнивания парциального давления и напряжения газов: кислород растворяется в крови, а углекислый газ переходит в альвеолярный воздух. Переход углекислого газа в альвеолярный воздух при относительно небольшой разнице давлений объясняется высокой диффузионной способностью легких для этого газа.

Парциальным давлением ( p o ) газа в смеси называется давление, которое производил бы этот газ, занимая при тех же физических условиях объем всей газовой смеси.

Согласно закону: общее давление смеси газов, не вступающих друг с другом в химическое взаимодействие, равно сумме парциальных давлений газов, составляющих смесь.

Задачи

1. (Р.77) При н.у. масса 0,5×10 -3 м 3 газа равна 1,806*10× -3 кг. Определите плотность газа по диоксиду углерода СО 2 и метану СН 4 , а также молекулярную массу газа.

Ответ : 1,84, 5,05, 80,9 × 10 -9 кг.

2. (Р.83) Объем резиновой камеры автомобильной шины равен 0,025 м 3 , давление в ней 5,0665 × 10 5 Па. Определите массу воздуха, находящегося в камере, при 20°С.

Ответ : 0,15 кг.

3. (Р.86) Определите массу паров толуола в помещении объемом 30 м 3 при 25°С. Давление паров толуола при этой температуре равно 2972 Па.

Ответ : 3,31 кг.

4. (Р.88) Определите массу 10 -3 м 3 газовой смеси, содержащей (по объему) 50 % водорода и 50 % диоксида углерода (н.у.).

Ответ : 1,02 × 10 -3 кг.

5. (Р.89) Газ (н.у.) занимает объем 1 м 3 . При какой температуре объем газа утроится, если давление газа не меняется?

Ответ : 819 К.

6. (Р.92) Какую массу СаСО 3 надо взять, чтобы получить при его прокаливании диоксид углерода, занимающий объем 25 × 10 -6 м 3 при 15°С и давлении 104000 Па?

Ответ : 0,109 × 10 -3 кг.

7. (Р.94) Из 5 × 10 -3 кг хлората калия КСlО 3 было получено 0,7 × 10 -3 м 3 кислорода, измеренного при 20°С и давлении 111900 Па. Определите массовую долю примесей в хлорате калия.

Ответ : 48 %.

8. (С.1) Будет ли одинаковым количество молекул в равных объемах водорода и кислорода: а) при нормальных условиях; б) при температуре 25°С и давлении 1 атм; в) если условия, при которых измерены объемы водорода и кислорода, различны?

9. (С.9) При какой температуре 1 л хлора будет весить 1 г, если давление равно 1 атм?

Ответ : 863 К.

10. (С.15) Сосуд емкостью 112 л, заполненный воздухом под давлением 1 атм, весит 2,5 кг. Каков будет вес этого сосуда, если его наполнить хлором под давлением 5 атм?

Отве т: 4,13 кг.

11. (С.32) Литр одного газа, взятого при нормальных условиях, весит 1,43 г, второго – 0,09 г. Найдите число молекул во взятых объемах газа. Исключите лишние данные из задачи. Проведите расчет.

Ответ : 2,69 × 10 22 .

12. (С.35) Сколько молекул азота и кислорода будет находиться при нормальных условиях в 896 мл газовой смеси, состоящей по объему 50 % азота и 50 % кислорода? Исключите лишние данные из задачи. Проведите расчет.

Ответ : 2,41 × 10 22 .

13. (С.60) Определите плотность смеси окиси и двуокиси углерода по водороду, если известно, что окись углерода составляет 20 % по объему. Найдите массу 1 л такой смеси при температуре 27°С и давлении 1 атм.

Ответ : 20,4, 1,66 г.

14. (С.68) Объем смеси окиси углерода с кислородом равен 200 мл. После сгорания всей окиси углерода за счет находившегося в смеси кислорода и приведения объемов газов к первоначальным условиям было получено 150 мл новой смеси газов. Определите в процентах объемный состав исходной смеси.

Ответ : 50 %.

15. (С.76) Смесь водорода с азотом, объем которой измерен при определенных условиях, сожгли в избытке кислорода. После окончания реакции и приведения газов к первоначальным условиям (вода сконденсировалась) уменьшение объема газов оказалось равным объему исходной смеси водорода с азотом. Определите объемной соотношение газов в смеси.

Ответ : 2: 1.

16. (С.92) В замкнутом сосуде имеется 100 молей азота и водорода в отношении 1:3. Давление смеси 300 атм. Определите состав и давление смеси после того, как 10 % азота вступили в реакцию и газы приведены к первоначальной температуре.

Ответ : 285 атм.

17. (С.100) В замкнутом сосуде при температуре 0°С находилось 3 л кислорода и 4 л водорода. Как изменится давление в сосуде, если одно из веществ прореагирует полностью, после чего будет восстановлена первоначальная температура?

Ответ : в 7 раз.

18. (П.122) Какой из благородных газов находится в смеси с аммиаком, если известно, что при нормальном давлении и 80°С ее плотность равна 0,5165 г/л?

Ответ : Не.

19. (П.130) В смеси аммиака и азота число атомов в 3,4 раза больше числа молекул. Выясните относительную плотность этой газовой смеси по воздуху.

Ответ : 0,700.

20. (Г.21) Даны 480 л газа при 17°С и 104 кПа. Приведите объем газа к нормальным условиям: 0°С и 101,3 кПа.

Ответ : 464 л.

21. (Г.25) Даны 8 л газа при –23°С. При какой температуре объем газа станет равным 10 л, если давление останется неизменным?

Ответ : 39,5°С.

22. (Г.27) В закрытом баллоне находится газ при температуре –3°С под некоторым давлением. До какой температуры должен быть нагрет газ, чтобы давление внутри баллона выросло на 20 %?

Ответ : 51°С.

23. (Г.41) Баллон вместимостью 10 л содержит при 27°С моль кислорода. Вычислите давление кислорода в баллоне.

Ответ : 249 кПа.

24. (Г.42) В закрытом баллоне вместимостью 40 л находится 77 г СО 2 . Манометр, присоединенный к баллону, показывает давление 106,6 кПа. Вычислите температуру газа.

Ответ : 20,2°С.

25. (Г.56) Из 3 г смеси СаСО 3 и MgCО 3 получено 760 мл СО 2 (при 20°С и 99,7 кПа). Вычислите количественное соотношение СаСО 3 и MgCО 3 .

Ответ : 4:1.

26. (Г.58) Соединение содержит 46,15 % углерода, остальное – азот. Плотность по воздуху равна 1,79. Найдите истинную формулу соединения.

Ответ : C 2 N 2 .

27. (Г.67) При сжигании некоторого соединения азота с водородом полечено из 0,24 г Н 2 О и 168 мл азота (при 0°С и 101,3 кПа). Плотность пара азотсодержащего вещества по воздуху 1,1. Какова истинная формула вещества?

Ответ : N 2 H 4 .

28. (Г.128) Сколько молекул содержится в 1 мл любого газа, измеренного при нормальных условиях (при 0°С и 101,3 кПа)?

Ответ : 2,7 × 10 19 .

29. (Г.136) Сколько лет потребуется для того, счтобы пересчитать число молекул, которое содержится в 1 г воды, если отсчитывать по одной молекуле в секунду? (Считать год равным 365 дням).

Ответ : 1,06 × 10 15 .

30. (Р.96) При 0°С в сосуде объемом 14 × 10 –3 м 3 содержится 0,8 × 10 –3 кг водорода и 6,30 × 10 –3 кг азота. Определите парциальное давление азота и общее давление смеси.

Ответ : 36479,43; 101331,75 Па.

31. (Р.97) В газометре над водой при 20°С и давлении 98500 Па находится 8 × 10 –3 м 3 кислорода. Давление водяного пара при 20°С равно 2335 Па. Какой объем (н.у.) займет кислород, находящийся в газометре?

Ответ : 7,07 × 10 –3 м 3 .

32. (Р.98) Газовая смесь состоит из 5 × 10 –3 м 3 азота, находящегося под давлением 95940 Па, и 3 × 10 –3 м 3 кислорода. Объем смеси 8 × 10 –3 м 3 . Общее давление газовой смеси 104200 Па. Под каким давлением взят кислород?

Ответ : 117967 Па.

33. (Р.99) 0,2 × 10 –3 м 3 водорода собраны над водой при 33°С и давлении 96000 Па. Определите объем сухого водорода (н.у.). упругость насыщенного водяного пара при 33°С равна 5210 Па.

Ответ : 1,59 × 10 –4 м 3 .

34. (Р.100) В газонаполненных лампах содержится смесь газов, имеющая объемный состав: 86 % Ar и 14 % N 2 . Рассчитайте парциальное давление каждого из газов, если общее давление равно 39990 Па.

Ответ : 34391,4; 5598,6 Па.

35. (Р.101) Водород объемом 3 × 10 –3 м 3 находится под давлением 100500 Па. Какой объем аргона под таким же давлением надо прибавить к водороду, чтобы при неизменном общем давлении парциальное давление аргона в смеси стало равным 83950 Па?

Ответ : 15,2 × 10 –3 м 3 .

36. (Р.102) Газовая смесь составлена из 5 × 10 –3 м 3 метана под давлением 96000Па, 2 × 10 –3 м 3 водорода под давлением 84000Па и 3 × 10 –3 м 3 диоксида углерода под давлением 109000Па. Объем смеси 8 × 10 –3 м 3 . Определите парциальные давления газов в смеси и общее давление смеси.

Ответ : 60000; 21000; 40875; 121875 Па.

37. (Р.104) Равновесная смесь CO + Cl 2 « COCl 2 , содержащая 0,7 кмоль СО, 0,2 кмоль Cl 2 и 0,5 кмоль COCl 2 , находится под давлением 10 5 Па. Найдите парциальные давления газов в смеси.

Ответ : 50000; 14300; 35700 Па.

38. (Р.105) В закрытом сосуде объемом 6 × 10 –3 м 3 находится при 10°С смесь, состоящая из 8,8 × 10 –3 кг диоксида углерода, 3,2 × 10 –3 кг кислорода и 1,2 × 10 –3 кг метана. Вычислите общее давление газовой смеси, парциальные давления газов и их объемные доли (%).

Ответ : 147061,00; 78432,51; 39216,25; 29412,19 Па; 53,33; 26,67; 20 %.

39. (Г.69) Смешаны 4 г СН 4 и 24 г О 2 . Выразите состав газовой смеси в процентах по объему.

Ответ : 25 и 75 %.

40. (Г.70) Смешаны при нормальных условиях 56 л СН 4 и 112 л О 2 . Выразите состав газовой смеси в процентах по массе.

Ответ : 20 и 80 %.

41. (Г.71) Вычислите парциальные давления кислорода азота и кислорода в воздухе, приняв давление воздуха 101,3 кПа (воздух содержит 21 % О 2 и 78 % N 2 по объему).

Ответ : 21,3; 79 кПа.

42. (Г.72) Вычислите процентное содержание кислорода и азота в воздухе по массе. Масса 1 л воздуха (0°С и 101,3 кПа) составляет 1,293 г.

Ответ : 23,2 и 75,5 %.

43. (Г.75) Вычислите массу 70 мл кислорода, собранного над водой при 7°С и 102,3 кПа. Давление пара воды при той же температуре равно 1 кПа.

Ответ : 97,5 мг.

44. (Г.76) Какой объем займут 0,12 г кислорода, если собрать газ над водой при 14°С и 102,4 кПа. Давление пара воды при той же температуре составляет 1,6 кПа.

Ответ : 88,7 мл.

45. (Г.81) Сколько молей кислорода и азота содержится в аудитории размером 6´8´5 м при 22°С и 100,0 кПа?

Ответ : 2055 и 7635 моль.

46. (Г.83) В камеру вместимостью 1 м 3 заключили 15 моль N 2 , 25 моль СО 2 и 10 моль О 2 . Вычислите: а) общее давление смеси газов при 27°С; б) процентный состав смеси по массе; в) процентный состав смеси по объему; г) парциальное давление каждого из газов при заданной температуре.

Ответ : 125 кПа; 22,8; 59,8; 17,4 %; 30; 50 и 20 %; 37,4; 62,3; 24,9 кПа.

47. (Г.85) В каком объеме воздуха (0°С и 101,3 кПа) содержится 1 мг аргона? Воздух содержит 0,93 % аргона по объему.

Осмос

Осмос – явление селективной диффузии определенного сорта частиц через полупроницаемую перегородку. Это явление впервые описал аббат Нолле в 1748 г. Перегородки, проницаемые только для воды или другого растворителя и непроницаемые для растворенных веществ, как низкомолекулярных, так и высокомолекулярных, могут быть изготовлены из полимерных пленок (коллодия) или гелеобразных осадков, например, ферроцианида меди Cu 2 ; этот осадок образуется в порах перегородки стеклянного фильтра при погружении пористого материала сначала в раствор медного купороса (CuSO 4 x 5H 2 O), а затем желтой кровяной соли K 2 . Вещества диффундируют через такую перегородку, что является важным случаем осмоса, позволяющим измерять осмотическое дав-ление, т. е. осмотическое давление – мера стремления растворенного вещества перейти вследствие теплового движения в процессе диффузии из раствора в чистый растворитель; распределяется равномерно по всему объему растворителя, понизив первоначальную концентрацию раствора.

За счет осмотического давления сила заставляет жидкость подниматься вверх, это осмотическое давление уравновешивается гидростатическим давлением. Когда скорости диффундирующих веществ станут равны, тогда осмос прекратится.

Закономерности:

1. При постоянной температуре осмотическое давление раствора прямо пропорционально концентрации растворенного вещества.

2. Осмотическое давление пропорционально абсолютной температуре.

В 1886 г. Я. Г. Вант-Гофф показал, что величина осмотического давления может быть выражена через состояние газа

P осн V = RT .

Закон Авогадро применим к разбавленным растворам: в равных объемах различных газов при одинаковой температуре и одинаковом осмотическом давлении содержится одинаковое число растворенных частиц. Растворы различных веществ, имеющие одинаковые молярные концентрации при одинаковой температуре, имеют одинаковое осмотическое давление. Такие растворы называются изотоническими.

Осмотическое давление не зависит от природы растворяемых веществ, а зависит от концентрации. Если объем заменить на концентрацию, получим:

Рассмотрим закон Вант-Гоффа : осмотическое давление раствора численно равно тому давлению, которое производило бы данное количество растворенного вещества, если бы оно в виде идеального газа занимало при данной температуре объем, равный объему раствора.

Все описанные законы относятся к бесконечно разбавленным растворам.

Парциальное давление – то давление, которое оказывал бы газ, входящий в газовую смесь, если бы из нее были удалены все остальные газы при условии сохранения постоянными температуры и объема.

Общее давление газовой смеси определяется законом Дальтона : общее давление смеси газов, занимающих определенных объем, равно сумме парциальных давлений, которыми обладал бы каждый отдельно взятый газ, если бы он занимал объем, равный объему смеси газов.

Р = Р 1 + Р 2 + Р 3 + … + Р к ,

где Р – общее давление;

Р к – парциальное давление компонентов.

Задача 41.
Смешивают 0,04м 3 азота, находящегося под давлением 96кПа (720мм. рт. ст.), с 0,02м3 кислорода. Общий объем смеси 0,06м 3 , а общее давление 97,6кПа (732мм. рт. ст.). Каким было давление взятого кислорода?
Решение :
По условию задачи объём азота увеличился в 1,5 раза (0,06/0,04 = 1,5), а объём кислорода – в 3 раза (0,06/0,02 = 3). Во столько же раз уменьшились парциальные давления газов.

Следовательно,

Отсюда Исходя из того, что объём кислорода до смешения был в три раза больше, чем после смешения, рассчитаем давление кислорода до смешения:

Ответ: Р общ. = 100,8кПа.

Задача 42.
Газовая смесь приготовлена из 2л Н 2 (Р = 93,3 кПа) и 5л CH 4 (Р = 112 кПа). Объем смеси равен 7л. Найти парциальные давления газов и общее давление смеси.
Решение:
По условию задачи объём водорода увеличился в 3,5 раза (7/2 = 3,5), а объём метана – в 1,4 раза (7/5 = 1,4). Во столько же раз уменьшились парциальные давления газов.

Согласно закону парциальных давлений, общее давление смеси газов, не вступающих во взаимодействие друг с другом, равно сумме парциальных давлений газов, составляющих систему (смесь).

Ответ:

Задача 43.
Газовая смесь состоит из NO и СО 2 . Вычислить объемное содержание газов в смеси (в %), если их парциальные давления равны соответственно 36,3 и 70,4 кПа (272 и 528мм. рт. ст.).
Решение:
Согласно закону Дальтона парциальное давление данного газа прямо пропорционально его мольной доли на общее давление смеси газов:

где Р(смеси) – общее давление смеси; Р(А) – парциальное давление данного газа; (A) - мольная доля данного газа.

Согласно закону парциальных давлений, общее давление смеси газов, не вступающих во взаимодействие друг с другом, равно сумме парциальных давлений газов, составляющих систему (смесь).

Ответ: 34,02%NO; 65,98%CO.

Задача 44.
В закрытом сосуде вместимостью 0,6м 3 находится при 0 0 С смесь, состоящая из 0,2кг СО 2 , 0,4кг 02 и 0,15кг СН 4 . Вычислить: а) общее давление смеси; б) парциальное давление каждого из газов; в) процентный состав смеси по объему.
Решение:
Вычислим общее количество газов в смеси по уравнению:

где - количество газа, кмоль; m – масса газа, кг; М – молекулярная масса газа, кг/моль. Тогда:

а) Общее давление смеси газов определяем по уравнению: Тогда:

б) Парциальные давления газов рассчитываем по уравнению:

где R k и k , соответственно, парциальное давление, и количество газа в смеси.

в) Парциальные объёмы газов рассчитаем по уравнению: Тогда

Отношение парциальных (приведённых) объёмов отдельных газов к общему объёму смеси называется объёмной долей и определяется по формуле: Тогда

Ответ:

Задача 45.
Газовая смесь приготовлена из 0,03м 3 СН 4 , 0,04м 3 Н 2 и 0,01м 3 СО. Исходные давления СН 4 , Н 2 и СО составляли ответственно 96, 84 и 108,8 кПа (720, 630 и 816мм рт. ст.). Объем смеси равен 0,08м 3 . Определить парциальные давления газов и общее давление смеси.
Решение:
По условию задачи объём метана увеличился после смешения в 2,67 раза (0,08/0,03 = 2,67), объём водорода – в 2 раза (0,08/0,04 = 2), а объём угарного газа – в 8 раз (0,08/0,01 = 8). Во столько же раз уменьшились парциальные давления газов. Следовательно,

Согласно закону парциальных давлений, общее давление смеси газов, не вступающих во взаимодействие друг с другом, равно сумме парциальных давлений газов, составляющих систему (смесь).
Отсюда:

Ответ:

Задача 46.
В газометре над водой находятся 7,4л кислорода при 23°С и давлении 104,1 кПа (781 мм. рт. ст.). Давление насыщенного водяного пара при 23°С равно 2,8 кПа (21мм. рт. ст.). Какой объем займет находящийся в газометре кислород при нормальных условиях?
Решение:
Парциальное давление кислорода равно разности общего давления и парциального давления паров воды:

Обозначив искомый объём через и, используя объединённое уравнение закона Бойля- Мариотта и Гей-Люссака , находим:

где Р и V - давление и объём газа при температуре Т = 296К (273 +23 = 296); Р 0 = 101,325кПа; Т 0 = 273К; Р = 104,1кПа; -объём газа при н.у.

Ответ: V 0 =6,825л.