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Problema de ejemplo de gas ideal: presión parcial

Problema de ejemplo de gas ideal: presión parcial

En cualquier mezcla de gases, cada gas componente ejerce una presión parcial que contribuye a la presión total. A temperaturas y presiones normales, puede aplicar la ley de gases ideal para calcular la presión parcial de cada gas.

¿Qué es la presión parcial?

Comencemos por revisar el concepto de presión parcial. En una mezcla de gases, la presión parcial de cada gas es la presión que ejercería el gas si fuera el único que ocupara ese volumen de espacio. Si suma la presión parcial de cada gas en una mezcla, el valor será la presión total del gas. La ley utilizada para encontrar la presión parcial supone que la temperatura del sistema es constante y el gas se comporta como un gas ideal, siguiendo la ley del gas ideal:

PV = nRT

donde P es presión, V es volumen, n es el número de moles, R es la constante del gas y T es la temperatura.

La presión total es entonces la suma de todas las presiones parciales de los gases componentes. por norte componentes de un gas:

PAGStotal = P1 + P2 + P3 +… Pnorte

Cuando se escribe de esta manera, esta variación de la Ley del Gas Ideal se llama Ley de Dalton de las presiones parciales. Moviéndose por los términos, la ley puede reescribirse para relacionar moles de gas y presión total con presión parcial:

PAGSX = Ptotal (n / ntotal)

Pregunta de presión parcial

Un globo contiene 0.1 moles de oxígeno y 0.4 moles de nitrógeno. Si el globo está a temperatura y presión estándar, ¿cuál es la presión parcial del nitrógeno?

Solución

La ley de Dalton encuentra presión parcial:

PAGSX = PTotal (nX / nTotal )

dónde
PAGSX = presión parcial de gas x
PAGSTotal = presión total de todos los gases
norteX = número de moles de gas x
norteTotal = número de moles de todos los gases

Paso 1

Encuentra PTotal

Aunque el problema no indica explícitamente la presión, sí le dice que el globo está a temperatura y presión estándar. La presión estándar es de 1 atm.

Paso 2

Sume el número de moles de los gases componentes para encontrar nTotal

norteTotal = noxígeno + nnitrógeno
norteTotal = 0.1 mol + 0.4 mol
norteTotal = 0.5 mol

Paso 3

Ahora tiene toda la información necesaria para conectar los valores en la ecuación y resolver Pnitrógeno

PAGSnitrógeno = PTotal (nnitrógeno / nTotal )
PAGSnitrógeno = 1 atm (0.4 mol / 0.5 mol)
PAGSnitrógeno = 0.8 atm

Responder

La presión parcial del nitrógeno es de 0,8 atm.

Consejo útil para realizar el cálculo de presión parcial

  • ¡Asegúrese de informar sus unidades correctamente! Por lo general, cuando se utiliza cualquier forma de la ley de los gases ideales, se trata de masa en moles, temperatura en Kelvin, volumen en litros y presión en las atmósferas. Si tiene temperaturas en grados Celsius o Fahrenheit, conviértalas a Kelvin antes de continuar.
  • Recuerde que los gases reales no son gases ideales, por lo que aunque el cálculo tendrá muy pocos errores en condiciones normales, no será precisamente el valor verdadero. Para la mayoría de las situaciones, el error es insignificante. El error aumenta a medida que aumenta la presión y la temperatura de un gas porque las partículas interactúan entre sí con más frecuencia.