Ni nini maudhui ya sheria ya Dalton? Sheria ya Dalton kwa mchanganyiko wa gesi: mifano ya kutatua matatizo

Mchanganyiko wa gesi uko katika hali ya usawa ikiwa viwango vya vipengele na vigezo vyake vya hali katika kiasi kina maadili sawa. Katika kesi hiyo, joto la gesi zote zilizojumuishwa katika mchanganyiko ni sawa na sawa na joto la mchanganyiko T sentimita.

Katika hali ya usawa, molekuli za kila gesi hutawanyika sawasawa katika kiasi kizima cha mchanganyiko, yaani, zina mkusanyiko wao maalum na, kwa hiyo, shinikizo lao. R i, Pa, ambayo inaitwa sehemu . Inafafanuliwa kama ifuatavyo.

Shinikizo la sehemu ni sawa na shinikizo la sehemu fulani, mradi peke yake inachukua kiasi kizima kilichokusudiwa kwa mchanganyiko kwa joto la mchanganyiko T. sentimita .

Kwa mujibu wa sheria ya mwanakemia na mwanafizikia wa Kiingereza Dalton, iliyoandaliwa mwaka 1801, shinikizo la mchanganyiko wa gesi bora p. sentimita sawa na jumla ya shinikizo la sehemu ya vipengele vyake uk i :

Wapi n- idadi ya vipengele.

Usemi (2) pia huitwa sheria ya shinikizo la sehemu.

3.3. Kiasi kilichopunguzwa cha sehemu ya mchanganyiko wa gesi. Sheria ya Amag

Kwa ufafanuzi, kiasi kilichopunguzwa i sehemu ya mchanganyiko wa gesi V i, m3, ni kiasi ambacho sehemu hii inaweza kuchukua, mradi shinikizo na joto lake ni sawa na shinikizo na joto la mchanganyiko mzima wa gesi.

Sheria ya mwanafizikia wa Kifaransa Amag, iliyoandaliwa karibu 1870, inasema: jumla ya kiasi kilichopunguzwa cha vipengele vyote vya mchanganyiko ni sawa na kiasi cha mchanganyiko.V sentimita :

,m 3. (3)

3.4. Utungaji wa kemikali ya mchanganyiko wa gesi

Mchanganyiko wa kemikali wa mchanganyiko wa gesi unaweza kutajwa tatu tofauti njia.

Fikiria mchanganyiko wa gesi unaojumuisha vipengele vya n. Mchanganyiko huchukua kiasi V cm, m 3, ina wingi M cm, kilo, shinikizo R cm, Pa na joto T cm, K. Pia, idadi ya moles ya mchanganyiko ni N cm, mole. Wakati huo huo, wingi wa moja i sehemu ya th m i, kg, na idadi ya moles ya sehemu hii ν i, mole.

Ni dhahiri kwamba:

, (4)

. (5)

Kwa kutumia sheria ya Dalton (2) na sheria ya Amag (3) kwa mchanganyiko unaozingatiwa, tunaweza kuandika:

, (6)

, (7)

Wapi R i- shinikizo la sehemu i sehemu ya th, Pa; V i- sauti iliyopunguzwa i sehemu ya th, m3.

Bila shaka, muundo wa kemikali wa mchanganyiko wa gesi unaweza kutajwa kwa wingi, au mole, au sehemu za kiasi cha vipengele vyake:

, (8)

, (9)

, (10)

Wapi g i , k i Na r i- wingi, mole na sehemu za kiasi i th sehemu ya mchanganyiko, kwa mtiririko huo (maadili yasiyo na mwelekeo).

Ni dhahiri kwamba:

,
,
. (11)

Mara nyingi katika mazoezi, muundo wa kemikali wa mchanganyiko haujainishwa katika sehemu i sehemu, na asilimia yake.

Kwa mfano, katika uhandisi wa kupokanzwa inakubaliwa takriban kuwa hewa kavu ina asilimia 79 ya nitrojeni na asilimia 21 ya oksijeni.

Asilimia i Sehemu ya th katika mchanganyiko huhesabiwa kwa kuzidisha sehemu yake na 100.

Kwa mfano na hewa kavu tutakuwa na:

,
. (12)

Wapi
Na
- sehemu za kiasi cha nitrojeni na oksijeni katika hewa kavu; N 2 na O 2 - uteuzi wa asilimia ya kiasi cha nitrojeni na oksijeni, kwa mtiririko huo,% (vol.).

Kumbuka:

1)Sehemu za mole ya mchanganyiko bora ni sawa na idadi ya sehemu za kiasi:k i = r i . Hebu tuthibitishe.

Kwa kutumia ufafanuzi wa sehemu ya kiasi(10)na sheria ya Amag (3) tunaweza kuandika:

, (13)

WapiV i - sauti iliyopunguzwaisehemu ya th, m 3 ; ν i - idadi ya molesisehemu ya th, mol; - kiasi cha mole mojaisehemu ya th kwa shinikizo la mchanganyiko p sentimita na joto la mchanganyiko T sentimita , m 3 /mol.

Kutoka kwa sheria ya Avogadro (tazama aya ya 2.3 ya kiambatisho hiki) inafuata kwamba kwa joto sawa na shinikizo, mole moja ya gesi yoyote (sehemu ya mchanganyiko) inachukua kiasi sawa. Hasa, katika T sentimita na uk sentimita itakuwa kiasi fulaniV 1 , m 3 .

Hii inaruhusu sisi kuandika usawa:

. (14)

Kubadilisha(14)V(13)tunapata kile tunachohitaji:

. (15)

2)Sehemu za kiasi cha vipengele vya mchanganyiko wa gesi zinaweza kuhesabiwa kwa kujua shinikizo lao la sehemu. Hebu tuonyeshe.

Hebu tuzingatiei- sehemu ya mchanganyiko bora wa gesi katika hali mbili tofauti: wakati iko kwenye shinikizo la sehemu p i ; inapochukua kiasi chake kilichopunguzwaV i .

Equation ya hali ya gesi bora ni halali kwa majimbo yake yoyote, hasa, kwa mbili zilizotajwa hapo juu.

Kwa mujibu wa hili, na kwa kuzingatia ufafanuzi wa kiasi maalum, tunaweza kuandika:

, (16)

, (17)

WapiR i - gesi mara kwa maraith sehemu ya mchanganyiko, J/(kg K).

Baada ya kugawanya sehemu zote mbili(16)Na(17)kwa kila mmoja tunapata mahitaji:

. (18)

Kutoka(18)inaweza kuonekana kwamba shinikizo la sehemu ya vipengele vya mchanganyiko vinaweza kuhesabiwa kutoka kwa muundo wake wa kemikali, na shinikizo la jumla linalojulikana la mchanganyiko p. sentimita :

. (19)

Uundaji wa sheria

Sheria juu ya shinikizo la jumla la mchanganyiko wa gesi

Sheria juu ya umumunyifu wa vipengele vya mchanganyiko wa gesi

Kwa joto la mara kwa mara, umumunyifu katika kioevu fulani cha kila sehemu ya mchanganyiko wa gesi iko juu ya kioevu ni sawa na shinikizo lao la sehemu.

Mipaka ya utumiaji

Sheria zote mbili za Dalton zimeridhika kabisa kwa gesi bora. Kwa gesi halisi, sheria hizi zinatumika mradi umumunyifu wao ni mdogo na tabia yake ni karibu na ile ya gesi bora.

Historia ya ugunduzi

Sheria ya kuongeza shinikizo la sehemu iliundwa mnamo 1801. Wakati huo huo, uhalalishaji sahihi wa kinadharia, kulingana na nadharia ya kinetic ya Masi, ulifanywa baadaye sana.

Vidokezo

Wikimedia Foundation. 2010.

Tazama "Sheria za Dalton" ni nini katika kamusi zingine:

SHERIA ZA DALTON- (Dalton Dalton): sheria ya kwanza, shinikizo la jumla la mchanganyiko wa gesi bora ambazo haziingiliani na kemikali ni sawa na jumla ya sehemu (tazama) gesi za mtu binafsi zinazounda mchanganyiko, yaani, shinikizo. kwamba kila gesi ingezalisha ... ... Encyclopedia kubwa ya Polytechnic

Sheria za Dalton- iligunduliwa na mwanafizikia wa Kiingereza na mwanakemia J. Dalton (1766 1844) mnamo 1801 na 1803. 1) shinikizo la mchanganyiko wa gesi bora zisizoingiliana na kemikali ni sawa na jumla ya shinikizo la sehemu. Wacha tutumie gesi halisi kwenye joto na shinikizo ... ... Dhana za sayansi ya kisasa ya asili. Kamusi ya maneno ya kimsingi

Sheria za msingi za kemia zinaweza kugawanywa katika ubora na kiasi. Yaliyomo 1 Sheria za ubora 1.1 Sheria ya awamu ya I. Gibbs ... Wikipedia

SHERIA ZA DALTON- (kwa usahihi zaidi Dalton, Dalton). 1. Sheria ya uwiano nyingi, iliyogunduliwa na D., ni kwamba vipengele vinajumuishwa katika kemikali. miunganisho katika uwiano ambao daima ni mawimbi ya nambari kuu fulani. Kwa hivyo, ikiwa wana maji, basi kwa sehemu moja kwa uzito wa hidrojeni ... ... Encyclopedia kubwa ya Matibabu

SHERIA ZA DALTON: 1) shinikizo la mchanganyiko wa gesi ambazo haziingiliani kemikali na kila mmoja ni sawa na jumla ya shinikizo lao la sehemu; 2) umumunyifu wa sehemu ya mchanganyiko wa gesi katika kioevu fulani kwa joto la kawaida. sawia na sehemu..... Kamusi kubwa ya Encyclopedic

1) shinikizo la mchanganyiko wa gesi bora zisizoingiliana na kemikali ni sawa na jumla ya shinikizo la sehemu. Takriban inatumika kwa gesi halisi katika halijoto p na shinikizo mbali na muhimu. 2) Kwa mara kwa mara kiwango cha umumunyifu katika kioevu fulani.... Ensaiklopidia ya kimwili

1) shinikizo la mchanganyiko wa gesi bora zisizoingiliana na kemikali ni sawa na jumla ya shinikizo la sehemu. Takriban inatumika kwa gesi halisi katika halijoto na shinikizo mbali na muhimu. 2) Kwa mara kwa mara umumunyifu wa joto katika sehemu fulani ... Ensaiklopidia ya kimwili

SHERIA ZA DALTON: 1) shinikizo la mchanganyiko wa gesi ambazo haziingiliani na kemikali ni sawa na jumla ya shinikizo lao la sehemu; 2) umumunyifu wa sehemu ya mchanganyiko wa gesi katika kioevu fulani kwa joto la kawaida ni sawia na sehemu ... ... Kamusi ya encyclopedic

Eleza michakato inayotokea katika mifumo ya usawa ya "mvuke wa kioevu-mvuke" chini ya ushawishi wa joto au shinikizo. Yaliyomo 1 Sheria ya kwanza ya Konovalov 2 Sheria ya pili ya Konovalov ... Wikipedia

Makala au sehemu hii inahitaji kusahihishwa. Tafadhali kuboresha makala kwa mujibu wa sheria za kuandika makala. nzima ... Wikipedia

Mwishoni mwa karne ya 18 na katika nusu ya kwanza ya karne ya 19, wanasayansi kutoka nchi tofauti walisoma kikamilifu tabia ya gesi, kioevu na imara chini ya hali mbalimbali za nje, kwa msingi wa utafiti wao juu ya mawazo kuhusu muundo wa atomiki na molekuli ya jambo. Mmoja wa wanasayansi hawa alikuwa Sheria ya Uingereza ya mchanganyiko wa gesi, ambayo kwa sasa ina jina lake, inajadiliwa katika makala hii.

Masharti maalum

Kabla ya kuunda sheria ya Dalton kwa mchanganyiko wa gesi, mojawapo ya dhana inapaswa kueleweka. Hii ni muhimu sana, kwa kuwa sheria hii ni halali tu kwa dutu hiyo. Tunazungumza juu ya gesi bora. Ni nini?

Gesi bora ni ile ambayo mahitaji yafuatayo yanatumika:

• ukubwa wa molekuli na atomi ndani yake ni ndogo sana kwamba zinaweza kuchukuliwa kuwa pointi za nyenzo na kiasi cha sifuri;
• molekuli na atomi haziingiliani.

Kwa hivyo, gesi bora ni mkusanyiko wa nyenzo zinazosonga bila mpangilio. Kasi ya harakati zao na misa huamua kipekee joto la mchanganyiko mzima. Shinikizo ambalo dutu ya mtihani hutoa kwenye kuta za chombo hutegemea vigezo vya macroscopic kama vile joto, kiasi cha chombo na idadi ya molekuli.

Kwa mfano kama huo wa gesi usawa ni halali:

Inaitwa na kuchanganya shinikizo (P), joto (T), kiasi (V) na kiasi cha dutu katika moles (n). Thamani ya R ni mgawo wa uwiano, ambao ni sawa na 8.314 J/(K*mol).

Jambo la kushangaza kuhusu fomula hii ni kwamba haijumuishi kigezo kimoja ambacho kingetegemea asili ya kemikali ya molekuli na atomi.

Shinikizo la sehemu

Sheria ya Dalton kwa mchanganyiko wa gesi bora inapendekeza ujuzi wa parameter moja zaidi ya macroscopic - shinikizo la sehemu.

Hebu tuchukue kuwa kuna mchanganyiko unaojumuisha vipengele 2, kwa mfano, H 2 na Yeye. Mchanganyiko huu ni katika chombo cha kiasi maalum na hujenga shinikizo fulani kwenye kuta zake. Kwa kuwa molekuli za hidrojeni na atomi za heliamu haziingiliani na kila mmoja, basi kwa mahesabu yoyote ya sifa za macroscopic vipengele vyote viwili vinaweza kuzingatiwa kwa kujitegemea.

Shinikizo la sehemu ya sehemu ni shinikizo ambalo huunda kwa kujitegemea kwa vipengele vingine vya mchanganyiko, kuchukua kiasi kilichotolewa kwake. Katika mfano unaozingatiwa, tunaweza kuzungumza juu ya shinikizo la sehemu ya H 2 na sifa sawa kwa Yeye. Thamani hii inaonyeshwa kwa paskali na inaashiriwa kwa kipengele cha i-th kama Pi.

Mchanganyiko wa gesi na sheria ya Dalton

John Dalton, akisoma tete mbalimbali, ikiwa ni pamoja na mvuke wa maji, kwa joto tofauti na shinikizo, alifikia hitimisho lifuatalo: shinikizo la mchanganyiko wa dutu yoyote sawa katika uwiano wowote ni sawa na jumla ya shinikizo la sehemu ya vipengele vyake vyote. Uundaji huu unaitwa sheria ya Dalton kwa shinikizo la mchanganyiko wa gesi na imeandikwa kama ifuatavyo:

Hapa P tot ni shinikizo la jumla la mchanganyiko.

Sheria hii rahisi ni kweli tu kwa mchanganyiko bora wa gesi, vipengele ambavyo havifanyiki kemikali kwa kila mmoja.

Muundo mwingine wa sheria ya Dalton

Sheria ya Dalton kwa mchanganyiko wa gesi inaweza kuonyeshwa sio tu kwa shinikizo la sehemu, lakini pia kwa suala la sehemu za mole za kila sehemu. Tunapata formula inayolingana.

Kwa kuwa kila sehemu inajitegemea kwa wengine kwenye mchanganyiko wa gesi, basi equation ya serikali inaweza kuandikwa kwa ajili yake:

Equation hii ni halali kwa kila sehemu ya i-th, kwa kuwa kwa wote joto la T na kiasi cha V ni sawa. Thamani n i ni idadi ya moles ya sehemu i katika mchanganyiko.

Wacha sasa tuonyeshe shinikizo la sehemu na tugawanye kwa shinikizo la jumla la mchanganyiko mzima, kisha tunapata:

P i /P tot = n i *R*T / V / (n *R*T/V) = n i /n

Hapa n ni jumla ya kiasi cha dutu katika mchanganyiko mzima. Inaweza kupatikana kwa kujumlisha yote n i . Uwiano n i / n inaitwa sehemu ya mole ya sehemu i katika mchanganyiko. Kawaida huonyeshwa kwa ishara x i. Kwa upande wa sehemu za mole, sheria ya Dalton imeandikwa kama ifuatavyo:

Mara nyingi huwakilishwa kama asilimia ya atomiki ya vipengele katika mchanganyiko. Kwa mfano, 21% O 2 katika hewa ina maana kwamba sehemu yake ya mole ni 0.21, yaani, kila molekuli ya tano ya hewa ni oksijeni.

Utumiaji wa sheria inayozingatiwa kutatua shida

Inajulikana kuwa mchanganyiko wa gesi ya oksijeni na nitrojeni iko chini ya shinikizo la anga 5 kwenye silinda. Kujua kwamba ina moles 10 za nitrojeni na moles 3 za oksijeni, ni muhimu kuamua shinikizo la sehemu ya kila dutu.

Ili kujibu swali la tatizo, hebu kwanza tupate jumla ya kiasi cha dutu:

n = n N2 + n O2 = 10 + 3 = 13 mol

x N2 = n N2 /n = 10/13 = 0.7692

x O2 = n O2 /n = 3/13 = 0.2308

Kutumia fomula ya sheria ya Dalton kupitia sehemu ya mole ya sehemu, tunahesabu shinikizo la sehemu ya kila gesi kwenye silinda:

P N2 = 5 * 0.7692 = 3.846 atm.

P O2 = 5 * 0.2308 = 1.154 atm.

Kama inavyoonekana kutoka kwa takwimu zilizopatikana, jumla ya shinikizo hizi zitatoa anga 5. Shinikizo la sehemu ya kila gesi ni sawa na sehemu yake ya mole katika mchanganyiko.