విషయము

• దశలు
• చిట్కాలు
• హెచ్చరికలు
• అవసరమైన పదార్థాలు

రసాయన శాస్త్రంలో, "పాక్షిక పీడనం" అనేది ఒక వాయువు మిశ్రమంలోని ప్రతి వాయువు దాని పరిసరాలకు వ్యతిరేకంగా, నమూనా బాటిల్, డైవింగ్ గాలి యొక్క ట్యాంక్ లేదా వాతావరణం యొక్క పరిమితులు వంటి ఒత్తిడిని సూచిస్తుంది. ప్రతి వాయువు యొక్క పీడనం ఎంత ఉందో, అది ఏ వాల్యూమ్‌ను ఆక్రమిస్తుందో మరియు దాని ఉష్ణోగ్రత గురించి మీకు తెలిస్తే మీరు లెక్కించవచ్చు. గ్యాస్ మిశ్రమం యొక్క మొత్తం ఒత్తిడిని కనుగొనడానికి మీరు ఈ పాక్షిక ఒత్తిళ్లను జోడించవచ్చు, లేదా మీరు మొదట మొత్తం ఒత్తిడిని కనుగొనవచ్చు మరియు తరువాత పాక్షిక ఒత్తిడిని కనుగొనవచ్చు.

దశలు

3 యొక్క 1 వ భాగం: వాయువుల లక్షణాలను అర్థం చేసుకోవడం

1. 

   ప్రతి వాయువును "ఆదర్శ" వాయువుగా పరిగణించండి. ఆదర్శ వాయువు, రసాయన శాస్త్రంలో, దాని అణువుల వైపు ఆకర్షించకుండా, ఇతర వాయువులతో సంకర్షణ చెందుతుంది. వ్యక్తిగత అణువులు ఒకదానికొకటి కొట్టగలవు మరియు ఏ విధంగానైనా వైకల్యం చెందకుండా బిలియర్డ్ బంతుల వలె బౌన్స్ అవుతాయి.
   • ఆదర్శ వాయువు పీడనాలు చిన్న ప్రదేశాలలో కుదించబడినప్పుడు పెరుగుతాయి మరియు అవి పెద్ద ప్రాంతాలకు విస్తరిస్తాయి. ఈ సంబంధాన్ని రాబర్ట్ బాయిల్ తరువాత, బాయిల్స్ లా అంటారు. ఇది గణితశాస్త్రంలో k = P x V లేదా, మరింత సరళంగా, k = PV గా వర్ణించబడింది, ఇక్కడ k అనేది స్థిరమైన సంబంధాన్ని సూచిస్తుంది, P ఒత్తిడిని సూచిస్తుంది మరియు V వాల్యూమ్‌ను సూచిస్తుంది.
   • సాధ్యమయ్యే అనేక యూనిట్లలో ఒకదాన్ని ఉపయోగించి ఒత్తిడిని నిర్ణయించవచ్చు. ఒకటి పాస్కల్ (పా), ఇది ఒక చదరపు మీటరుపై వర్తించే న్యూటన్ శక్తిగా నిర్వచించబడింది. మరొకటి వాతావరణం (atm), ఇది సముద్ర మట్టంలో భూమి యొక్క వాతావరణం యొక్క పీడనం. 1 atm యొక్క పీడనం 101,325 Pa కు సమానం.
   • వాల్యూమ్లు పెరగడం మరియు తగ్గడం వల్ల ఆదర్శ వాయువు ఉష్ణోగ్రతలు పెరుగుతాయి. ఈ సంబంధాన్ని జాక్వెస్ చార్లెస్ తరువాత చార్లెస్ లా అని పిలుస్తారు మరియు గణితశాస్త్రంలో k = V / t గా వర్ణించబడింది, ఇక్కడ k స్థిరమైన వాల్యూమ్ మరియు ఉష్ణోగ్రత మధ్య సంబంధాన్ని సూచిస్తుంది, V వాల్యూమ్‌ను సూచిస్తుంది, మళ్ళీ, మరియు T ఉష్ణోగ్రతను సూచిస్తుంది.
   • ఈ సమీకరణంలోని గ్యాస్ ఉష్ణోగ్రతలు డిగ్రీల కెల్విన్‌లో ఇవ్వబడ్డాయి, ఇవి గ్యాస్ ఉష్ణోగ్రత యొక్క డిగ్రీల సెల్సియస్ సంఖ్యకు 273 ను జోడించడం ద్వారా కనుగొనబడతాయి.
   • ఈ రెండు సంబంధాలను ఒకే సమీకరణంగా మిళితం చేయవచ్చు: k = PV / T, దీనిని PV = kT అని కూడా వ్రాయవచ్చు.

2. 

   
   
   వాయువులను ఏ పరిమాణంలో కొలుస్తారో నిర్వచించండి. వాయువులు ద్రవ్యరాశి మరియు వాల్యూమ్ కలిగి ఉంటాయి. వాల్యూమ్ సాధారణంగా లీటర్లలో (ఎల్) కొలుస్తారు, కాని రెండు రకాల ద్రవ్యరాశి ఉంటుంది.
   • సాంప్రదాయిక ద్రవ్యరాశిని గ్రాములలో కొలుస్తారు లేదా, తగినంత పెద్ద ద్రవ్యరాశి ఉంటే, కిలోగ్రాములు.
   • వాయువుల తేలిక కారణంగా, వాటిని పరమాణు ద్రవ్యరాశి లేదా మోలార్ ద్రవ్యరాశి అని పిలిచే మరొక రూపంలో కూడా కొలుస్తారు. మోలార్ ద్రవ్యరాశి వాయువు తయారైన సమ్మేళనం యొక్క ప్రతి అణువు యొక్క పరమాణు బరువుల మొత్తంగా నిర్వచించబడుతుంది, ప్రతి అణువు కార్బన్‌కు 12 విలువతో పోలిస్తే.
   • అణువులు మరియు అణువులతో పనిచేయడం చాలా తక్కువగా ఉన్నందున, వాయువుల పరిమాణాలు మోల్స్‌లో నిర్వచించబడతాయి. ఇచ్చిన వాయువులో ఉన్న మోల్స్ సంఖ్యను ద్రవ్యరాశిని మోలార్ ద్రవ్యరాశి ద్వారా విభజించడం ద్వారా నిర్ణయించవచ్చు మరియు n అక్షరం ద్వారా సూచించవచ్చు.
   • మేము గ్యాస్ సమీకరణంలో ఏకపక్ష స్థిరాంకం k ను n యొక్క ఉత్పత్తి, మోల్స్ సంఖ్య (మోల్) మరియు కొత్త స్థిరాంకం R తో భర్తీ చేయవచ్చు. సమీకరణాన్ని ఇప్పుడు nR = PV / T లేదా PV = nRT అని వ్రాయవచ్చు.
   • R విలువ వాయువుల పీడనాలు, వాల్యూమ్‌లు మరియు ఉష్ణోగ్రతలను కొలవడానికి ఉపయోగించే యూనిట్లపై ఆధారపడి ఉంటుంది. లీటర్లలో వాల్యూమ్, కెల్విన్‌లోని ఉష్ణోగ్రత మరియు వాతావరణంలోని పీడనాన్ని గుర్తించడానికి, దాని విలువ 0.0821 L.atm / K.mol.కొలత యూనిట్లలో స్ప్లిట్ బార్‌ను నివారించడానికి దీనిని L 0.0821 atm K mol అని కూడా వ్రాయవచ్చు.

3. 

   
   
   డాల్టన్ యొక్క పాక్షిక ఒత్తిళ్ల నియమాన్ని అర్థం చేసుకోండి. రసాయన మూలకాలు అణువులతో తయారవుతున్న భావనను మొదటగా అభివృద్ధి చేసిన రసాయన శాస్త్రవేత్త మరియు భౌతిక శాస్త్రవేత్త జాన్ డాల్టన్ చేత అభివృద్ధి చేయబడిన డాల్టన్ యొక్క చట్టం ప్రకారం, గ్యాస్ మిశ్రమం యొక్క మొత్తం పీడనం మిశ్రమంలోని ప్రతి వాయువుల పీడనాల మొత్తం.
   • డాల్టన్ యొక్క చట్టాన్ని P గా సమీకరణంగా వ్రాయవచ్చు _{మొత్తం} = పి₁ + పి₂ + పి₃... మిశ్రమంలో వాయువులు ఉన్నందున సమాన సంకేతం తరువాత ఎక్కువ అనుబంధాలతో.
   • వ్యక్తిగత పాక్షిక ఒత్తిళ్లు తెలియని వాయువులతో పనిచేసేటప్పుడు డాల్టన్ యొక్క లా సమీకరణాన్ని విస్తరించవచ్చు, కాని వాటిలో వాటి వాల్యూమ్‌లు మరియు ఉష్ణోగ్రతలు మనకు తెలుసు. కంటైనర్‌లో అదే వాయువు మాత్రమే వాయువు అయితే వాయువు యొక్క పాక్షిక పీడనం అదే ఒత్తిడి.
   • ప్రతి పాక్షిక ఒత్తిడికి, మేము ఆదర్శ వాయువు సమీకరణాన్ని తిరిగి వ్రాయవచ్చు, తద్వారా, PV = nRT సూత్రానికి బదులుగా, సమాన చిహ్నం యొక్క ఎడమ వైపున P మాత్రమే ఉంటుంది. ఇది చేయుటకు, మేము రెండు వైపులా V ద్వారా విభజిస్తాము: PV / V = ​​nRT / V. ఎడమ వైపున ఉన్న రెండు V లు ఒకదానికొకటి రద్దు చేసుకుంటాయి, P = nRT / V.
   • పాక్షిక పీడన సమీకరణం యొక్క కుడి వైపున చందా పొందిన ప్రతి P ని మనం భర్తీ చేయవచ్చు: P._{మొత్తం} = (nRT / V) ₁ + (nRT / V) ₂ + (nRT / V) ₃…

3 యొక్క 2 వ భాగం: పాక్షిక ఒత్తిళ్లను లెక్కిస్తుంది మరియు తరువాత మొత్తం ఒత్తిళ్లు

1. 

   
   
   
   
   మీరు పనిచేస్తున్న వాయువుల కోసం పాక్షిక పీడన సమీకరణాన్ని నిర్వచించండి. ఈ గణన యొక్క ప్రయోజనాల కోసం, మేము మూడు వాయువులను కలిగి ఉన్న 2 లీటర్ బెలూన్‌ను ume హిస్తాము: నత్రజని (N.₂), ఆక్సిజన్ (O.₂) మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ (CO₂). ప్రతి వాయువులో 10 గ్రాములు ఉన్నాయి, మరియు వాటిలో ప్రతి ఉష్ణోగ్రత 37º సెల్సియస్. ప్రతి వాయువు యొక్క పాక్షిక పీడనాన్ని మరియు మిశ్రమం కంటైనర్‌పై చూపే మొత్తం ఒత్తిడిని మనం కనుగొనాలి.
   • మా పాక్షిక పీడన సమీకరణం P అవుతుంది _{మొత్తం} = పి _{నత్రజని} + పి _{ఆక్సిజన్} + పి _{బొగ్గుపులుసు వాయువు} .
   • ప్రతి వాయువు కలిగించే ఒత్తిడిని కనుగొనడానికి మేము ప్రయత్నిస్తున్నందున, వాల్యూమ్ మరియు ఉష్ణోగ్రత మనకు తెలుసు మరియు ద్రవ్యరాశి ఆధారంగా ప్రతి వాయువు యొక్క ఎన్ని మోల్స్ ఉన్నాయో మనం కనుగొనవచ్చు, ఈ సమీకరణాన్ని ఇలా తిరిగి వ్రాయవచ్చు: P_{మొత్తం} = (nRT / V) _{నత్రజని} + (nRT / V) _{ఆక్సిజన్} + (nRT / V) _{బొగ్గుపులుసు వాయువు}

2. 

   
   
   ఉష్ణోగ్రతను కెల్విన్‌కు మార్చండి. ఉష్ణోగ్రత 37º సెల్సియస్, కాబట్టి 310 K పొందడానికి 273 నుండి 37 వరకు జోడించండి.

3. 

   నమూనాలోని ప్రతి వాయువుకు మోల్స్ సంఖ్యను కనుగొనండి. వాయువు యొక్క మోల్స్ సంఖ్య దాని మోలార్ ద్రవ్యరాశి ద్వారా విభజించబడిన వాయువు యొక్క ద్రవ్యరాశి, ఇది సమ్మేళనం లోని ప్రతి అణువు యొక్క పరమాణు బరువుల మొత్తం అని మేము చెప్పాము.
   • మొదటి వాయువు కోసం, నత్రజని (N.₂), ప్రతి అణువు యొక్క పరమాణు బరువు 14 ఉంటుంది. నత్రజని డయాటోమిక్ (రెండు అణువుల పరమాణు రూపం) కాబట్టి, మన నమూనాలోని నత్రజని 28 యొక్క మోలార్ ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉందని తెలుసుకోవడానికి 14 నుండి 2 గుణించాలి. అప్పుడు, ద్రవ్యరాశిని విభజించండి మోల్స్ సంఖ్యను పొందటానికి గ్రాములలో, 10 గ్రా, 28 ద్వారా, ఇది మేము 0.4 మోల్ నత్రజనికి అంచనా వేస్తాము.
   • రెండవ వాయువు కొరకు, ఆక్సిజన్ (O.₂), ప్రతి అణువు యొక్క పరమాణు బరువు 16 ఉంటుంది. ఆక్సిజన్ కూడా డయాటోమిక్, కాబట్టి మా నమూనాలోని ఆక్సిజన్ 32 మోలార్ ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉందని తెలుసుకోవడానికి 16 నుండి 2 గుణించాలి. 10 గ్రాములను 32 ద్వారా విభజించడం వల్ల మనలో సుమారు 0.3 మోల్ ఆక్సిజన్ లభిస్తుంది నమూనా.
   • మూడవ వాయువు, కార్బన్ డయాక్సైడ్ (CO₂), 3 అణువులను కలిగి ఉంది: ఒక కార్బన్, పరమాణు బరువు 12; మరియు రెండు ఆక్సిజన్, ప్రతి పరమాణు బరువు 16. మేము మూడు బరువులు చేర్చుతాము: మోలార్ ద్రవ్యరాశికి 12 + 16 + 16 = 44. 10 గ్రాములను 44 ద్వారా విభజించడం వల్ల మనకు సుమారు 0.2 మోల్ కార్బన్ డయాక్సైడ్ లభిస్తుంది.

4. 

   
   
   విలువలను మోల్స్, వాల్యూమ్ మరియు ఉష్ణోగ్రతతో భర్తీ చేయండి. మా సమీకరణం ఇప్పుడు ఇలా ఉంది: పి_{మొత్తం} = (0.4 * R * 310/2) _{నత్రజని} + (0.3 * R * 310/2) _{ఆక్సిజన్} + (0.2 * R * 310/2) _{బొగ్గుపులుసు వాయువు}.
   • సరళత కోసం, మేము విలువలతో కూడిన కొలత యూనిట్లను వదిలివేసాము. మేము గణితాన్ని చేసిన తర్వాత ఈ యూనిట్లు రద్దు చేయబడతాయి, ఒత్తిడిని నివేదించడానికి మేము ఉపయోగిస్తున్న కొలత యూనిట్‌ను మాత్రమే వదిలివేస్తాము.

5. 

   స్థిరమైన R. కోసం విలువను ప్రత్యామ్నాయం చేయండి. వాతావరణంలో పాక్షిక మరియు మొత్తం ఒత్తిళ్లను మేము కనుగొంటాము, కాబట్టి మేము 0.0821 atm L / K.mol యొక్క R విలువను ఉపయోగిస్తాము. సమీకరణంలో విలువను ప్రత్యామ్నాయం చేయడం ఇప్పుడు మనకు P ఇస్తుంది_{మొత్తం} =(0,4 * 0,0821 * 310/2) _{నత్రజని} + (0,3 *0,0821 * 310/2) _{ఆక్సిజన్} + (0,2 * 0,0821 * 310/2) _{బొగ్గుపులుసు వాయువు} .

6. 

   ప్రతి వాయువుకు పాక్షిక ఒత్తిడిని లెక్కించండి. ఇప్పుడు మనకు విలువలు ఉన్నాయి, గణితాన్ని చేయాల్సిన సమయం వచ్చింది.
   • నత్రజని యొక్క పాక్షిక పీడనం కోసం, మేము మా 0.0821 స్థిరాంకం మరియు మా 310 K ఉష్ణోగ్రత ద్వారా 0.4 మోల్‌ను గుణించి, ఆపై 2 లీటర్లతో విభజిస్తాము: 0.4 * 0.0821 * 310/2 = 5, 09 atm, సుమారు.
   • పాక్షిక ఆక్సిజన్ పీడనం కోసం, మేము మా 0.0821 స్థిరాంకం మరియు మా 310 K ఉష్ణోగ్రత ద్వారా 0.3 mol ను గుణించి, ఆపై 2 లీటర్లతో విభజిస్తాము: 0.3 * 0.0821 * 310/2 = 3, 82 atm, సుమారు.
   • కార్బన్ డయాక్సైడ్ యొక్క పాక్షిక పీడనం కోసం, మేము మా 0.0821 స్థిరాంకం మరియు మా 310 K ఉష్ణోగ్రత ద్వారా 0.2 మోల్ను గుణించి, ఆపై 2 లీటర్లతో విభజిస్తాము: 0.2 * 0.0821 * 310/2 = 2.54 atm, సుమారు.
   • మొత్తం ఒత్తిడిని కనుగొనడానికి మేము ఇప్పుడు ఈ ఒత్తిళ్లను చేర్చుతాము: పి_{మొత్తం} = 5.09 + 3.82 + 2.54, లేదా సుమారు 11.45 atm.

3 యొక్క 3 వ భాగం: మొత్తం ఒత్తిడిని లెక్కిస్తుంది మరియు తరువాత పాక్షిక ఒత్తిళ్లు

1. 

   మునుపటిలాగా పాక్షిక పీడన సమీకరణాన్ని నిర్వచించండి. మళ్ళీ, 2-లీటర్ ఫ్లాస్క్ 3 వాయువులను కలిగి ఉంటుందని మేము అనుకుంటాము: నత్రజని (N.₂), ఆక్సిజన్ (O.₂), మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ (CO₂). ప్రతి వాయువులో 10 గ్రాములు ఉన్నాయి మరియు ఫ్లాస్క్‌లోని ప్రతి వాయువుల ఉష్ణోగ్రత 37 డిగ్రీల సెల్సియస్.
   • కెల్విన్‌లో ఉష్ణోగ్రత ఇంకా 310 గా ఉంటుంది మరియు మునుపటిలాగే మనకు 0.4 మోల్ నత్రజని, 0.3 మోల్ ఆక్సిజన్ మరియు 0.2 మోల్ కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఉన్నాయి.
   • అదేవిధంగా, వాతావరణంలో మనం ఇంకా ఒత్తిడిని కనుగొంటాము, కాబట్టి స్థిరమైన R. కోసం 0.0821 atm L / K.mol విలువను ఉపయోగిస్తాము.
   • కాబట్టి, ఈ సమయంలో మా పాక్షిక పీడన సమీకరణం ఇప్పటికీ అదే విధంగా కనిపిస్తుంది: P._{మొత్తం} =(0,4 * 0,0821 * 310/2) _{నత్రజని} + (0,3 *0,0821 * 310/2) _{ఆక్సిజన్} + (0,2 * 0,0821 * 310/2) _{బొగ్గుపులుసు వాయువు}.

2. 

   గ్యాస్ మిశ్రమం యొక్క మొత్తం మోల్స్ సంఖ్యను కనుగొనడానికి నమూనాలోని ప్రతి వాయువుల మోల్స్ సంఖ్యను జోడించండి. వాయువులోని ప్రతి నమూనాకు వాల్యూమ్ మరియు ఉష్ణోగ్రత ఒకే విధంగా ఉంటాయి కాబట్టి, ప్రతి మోలార్ విలువ ఒకే స్థిరాంకంతో గుణించబడిందని చెప్పనవసరం లేదు, మేము సమీకరణాన్ని P గా తిరిగి వ్రాయడానికి గణితం యొక్క పంపిణీ ఆస్తిని ఉపయోగించవచ్చు_{మొత్తం} = (0,4 + 0,3 + 0,2) * 0,0821 * 310/2.
   • గ్యాస్ మిశ్రమం యొక్క 0.4 + 0.3 + 0.2 = 0.9 మోల్ కలుపుతోంది. ఇది P కోసం సమీకరణాన్ని మరింత సులభతరం చేస్తుంది _{మొత్తం} = 0,9 * 0,0821 * 310/2.

3. 

   గ్యాస్ మిశ్రమం యొక్క మొత్తం ఒత్తిడిని లెక్కించండి. 0.9 * 0.0821 * 310/2 = 11.45 మోల్, గుణించడం.

4. 

   మొత్తం మిశ్రమంలో ప్రతి వాయువు యొక్క నిష్పత్తిని కనుగొనండి. ఇది చేయుటకు, ప్రతి వాయువుకు మోల్స్ సంఖ్యను మొత్తం మోల్స్ సంఖ్యతో విభజించండి.
   • 0.4 మోల్ నత్రజని ఉంది, కాబట్టి నమూనా యొక్క 0.4 / 0.9 = 0.44 (44%), సుమారుగా.
   • 0.3 మోల్ నత్రజని ఉంది, కాబట్టి నమూనా యొక్క 0.3 / 0.9 = 0.33 (33%), సుమారుగా.
   • 0.2 మోల్ కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఉంది, తద్వారా నమూనా యొక్క 0.2 / 0.9 = 0.22 (22%), సుమారుగా.
   • పైన ఉన్న ఉజ్జాయింపు శాతాలు కేవలం 0.99 వరకు ఉన్నప్పటికీ, వాస్తవ దశాంశాలు పునరావృతమవుతున్నాయి, కాబట్టి అసలు మొత్తం దశాంశం తరువాత తొమ్మిది పునరావృతమయ్యే శ్రేణి. నిర్వచనం ప్రకారం, ఇది 1, లేదా 100% వలె ఉంటుంది.

5. 

   పాక్షిక ఒత్తిడిని కనుగొనడానికి ప్రతి వాయువు యొక్క అనుపాత విలువను మొత్తం పీడనం ద్వారా గుణించండి.
   • 0.44 * 11.45 = 5.04 atm గుణించడం, సుమారు.
   • 0.33 * 11.45 = 3.78 atm గుణించడం, సుమారు.
   • 0.22 * 11.45 = 2.52 atm గుణించడం, సుమారు.

చిట్కాలు

• మొదట పాక్షిక ఒత్తిళ్లను, తరువాత మొత్తం ఒత్తిడిని కనుగొని, మొదట మొత్తం ఒత్తిడిని మరియు తరువాత పాక్షిక ఒత్తిడిని కనుగొనడం ద్వారా విలువలలో చిన్న వ్యత్యాసాన్ని మీరు గమనించవచ్చు. విలువలను సులభంగా అర్థం చేసుకోవడానికి ఒకటి లేదా రెండు దశాంశ స్థానాలకు చుట్టుముట్టడం వలన ఇచ్చిన విలువలు సుమారు విలువలుగా ప్రదర్శించబడ్డాయని గుర్తుంచుకోండి. మీరు కాలిక్యులేటర్‌తో లెక్కలు చేస్తే, చుట్టుముట్టకుండా, మీరు రెండు పద్ధతుల మధ్య వ్యత్యాసాన్ని మైనర్, ఏదైనా ఉంటే గమనించవచ్చు.

హెచ్చరికలు

• పాక్షిక వాయువు పీడనాల పరిజ్ఞానం డైవర్లకు జీవితం మరియు మరణం యొక్క విషయంగా మారుతుంది. ఆక్సిజన్ యొక్క పాక్షిక పీడనం చాలా తక్కువ స్పృహ మరియు మరణానికి దారితీస్తుంది, అయితే హైడ్రోజన్ లేదా ఆక్సిజన్ యొక్క అధిక పాక్షిక పీడనం కూడా విషపూరితమైనది.

అవసరమైన పదార్థాలు

• కాలిక్యులేటర్;
• అణు బరువులు / మోలార్ ద్రవ్యరాశి యొక్క సూచన పుస్తకం.