Chimie : loi des pressions partielles de Dalton

La loi des pressions partielles de Dalton

Chimie

  • Lois sur le gaz
  • Loi de Boyle : pourquoi le gaz comprimé est petit
  • La loi de Charles : l'incroyable implosion peut
  • Loi Gay-Lussac : Bombe de peinture + Feu de camp = Mauvaise nouvelle
  • La loi sur les gaz combinés
  • La loi d'Avogadro et la loi des gaz parfaits
  • La loi des pressions partielles de Dalton

Disons que, pour une raison ou une autre, nous ne sommes pas satisfaits de l'air régulier que nous avons respiré toute notre vie. Au lieu de respirer ce même vieil air ennuyeux qui flotte à l'extérieur, nous souhaitons créer un «air personnalisé» qui correspond à notre personnalité jeune et «extrême».



Pour améliorer notre air, nous allons remplir notre maison d'un mélange d'air suralimenté de 40 % d'oxygène en volume, 40 % d'azote en volume et 20 % d'hélium en volume (car les voix aiguës et grinçantes sont amusantes).

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Il s'avère que John Dalton était également intéressé par la création de son propre mélange spécial d'air personnalisé (Note de l'éditeur : c'est encore un autre mensonge). Il a estimé que la pression totale de l'air personnalisé dans sa maison serait égale à la somme des pressions individuelles de chaque gaz à l'intérieur de la maison. Son raisonnement a été immortalisé sous le nom de loi des pressions partielles de Dalton, qui stipule :

  • Pjusqu'à= P1+ P2+ P3+ ?

Pjusqu'àest la pression totale de tous les gaz du mélange, P1est la quantité de pression due au gaz #1, P2est la quantité de pression due au gaz #2, et ainsi de suite. Les pressions du côté droit de l'équation sont appelées pressions partielles car ils représentent la pression que chaque gaz exercerait dans les mêmes conditions de température et de volume si les autres gaz n'étaient pas présents.

Significations moléculaires

Le pression partielle d'un gaz dans un mélange de gaz est égal à la quantité de pression qui aurait été supprimée des autres gaz.

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En conséquence, si nous décidions de pomper tout l'air de ma maison et d'insérer un mélange d'air contenant être exercé par ce gaz seul si tous les 0,300 atm d'oxygène, 0,300 atm d'azote et 0,150 atm d'hélium, la pression totale du mélange de gaz serait :

  • Pjusqu'à= 0,300 atm + 0,300 atm + 0,150 atm
  • Pjusqu'à= 0,750 atm

Parce que chacun des gaz individuels dans un mélange de gaz est supposé être un gaz idéal, nous pouvons traiter chacun d'eux indépendamment. En conséquence, si nous ne connaissons que le nombre de grammes ou de moles de chaque gaz dans le mélange, nous pouvons utiliser n'importe laquelle des lois des gaz discutées précédemment dans cette section pour trouver la pression totale de l'ensemble du mélange de gaz dans un problème.

Exemple : Sans faire de calculs préalables pour voir si c'est une bonne idée, j'ai mis 150 mol O2, 250 mol N2, et 75 mol He dans ma chambre (qui a un volume de 48 000 L et dont j'ai préalablement retiré tout l'air). Si la température est de 25 C, quelle est la pression globale du gaz à l'intérieur de ma chambre ?

Solution : Parce que chacun des gaz de ce mélange est un gaz parfait, nous pouvons traiter chacun d'eux individuellement en utilisant la loi des gaz parfaits.

  • La pression partielle de O2:
    (Poxygène) (48 000 L) = (150 mol) (0,08206 L atm / mol K) (298 K)
    Poxygène= 0,076 atm
  • La pression partielle de N2:
    (Pazote) (48 000 L) = (250 mol) (0,08206 L atm / mol K) (298 K)
    Pazote= 0,13 atm
  • La pression partielle de He :
    (Phélium) (48 000 L) = (75 mol) (0,08206 L atm / mol K) (298 K)
    Phélium= 0,038 atm

En utilisant la loi de Dalton, la pression totale de tous les gaz dans ce mélange est :

  • Pjusqu'à= Poxygène+ Pazote+ Phélium
  • Pjusqu'à= 0,076 atmosphère + 0,13 atmosphère + 0,038 atmosphère
  • Pjusqu'à= 0,24 atm.

C'est à peu près la même pression d'air qui existe au sommet du mont. Everest, ce qui rend la respiration difficile.

Extrait de The Complete Idiot's Guide to Chemistry 2003 par Ian Guch. Tous droits réservés, y compris le droit de reproduction en tout ou en partie sous quelque forme que ce soit. Utilisé en accord avec Livres Alpha , membre de Penguin Group (USA) Inc.

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