Разлика између парцијалног и парног притиска

Делимични притисак и парни притисак уобичајени су научни појмови који се односе на количину притиска коју пружају компоненте система, али њихов идентитет може бити збуњујући друге. Постоји јасна разлика између ових појмова, укључујући њихове ефекте и идентитет. Овај чланак ће детаљније објаснити разлике између ових појмова. Такође ће укључивати неке примере за демистификацију њихових примена.

Започнимо истицањем концепта притиска пре него што се удубимо у разлику између парног и парног притиска. Притисак је научно дефинисан као сила примењена на јединицу површине на предмет или супстанцу. Може се дефинисати и као сила коју честице сударају једна на другу и често се мери помоћу Пасцал-а. У случају судара честица, за израчунавање притиска користи се једначина гаса и кинетичка теорија гасова..

Шта је притисак паре?

Притисак паре може се применити на течне или чврсте фазе. То је притисак који пар врши у термодинамичкој равнотежи на свом течном или чврстом стању при датој температури у затвореном систему када су пара и течност (чврста супстанца) у контакту. Овај притисак настаје као резултат испаравања, што је омогућено повећаном топлином на чврстој супстанци или течности. Стога се температура користи као мерило испаравања и директно је пропорционална притиску паре. То значи да што је већа температура то је већи притисак паре.

Током испаравања, молекули ваздуха беже као резултат веће кинетичке енергије у ваздух у затвореном систему. Тада када је у равнотежи, притисак паре настаје између паре и кондензованог облика течности (чврсте). У растворима где су интермолекуларне силе слабије, притисак паре је већи, и обрнуто, у растворима где су интермолекуларне силе јаче, притисак паре је мањи.

Притисак паре може се појавити и у идеалним смешама како је објашњено Раоултовим законом. Каже да је парцијални притисак паре одређене компоненте у течној или чврстој смеши једнак притиску паре те компоненте помножен са њеним молским удјелом у тој смјеси на одређеној температури. Примјер у наставку илустрираће то.

Пример 1.

Даје идеалну смешу од 0,5 мола. етанол и 1,5 мол. метанол са притиском паре од 30КПа и 52КПа, одређује парцијални притисак паре сваке компоненте.

Решење:

Укупни број молова је 1.5мол + 0.5мол = 2.0мол. Према Раоултовом закону, парцијални притисак паре једнак је парном тлаку помноженом са моларним удјелом те одређене компоненте. У овом случају, П_{метанол} = 1,5 / 2 * 52 = 39КПа и П_етанол = 0,5 / 2 * 30 = 7,5КПа.

Када имате парцијалне притиске паре компоненти у смеши, можете добити укупни притисак паре тако што ћете их сабрати. С тим у вези, 7,5 + 39 даје укупни притисак паре смеше етанола и метанола са 46,5КПа.

Фактори који утичу на притисак паре

Молекули идентитета

Као што је већ споменуто, врсте молекуларних сила одређују количину парног притиска коју треба извршити. Ако су силе јаче, тада настаје мањи притисак паре, а ако је слабији, тада настаје већи притисак паре. Због тога ће састав течности или чврсте супстанце утицати на притисак паре.

Температура

Виша температура доводи до већег притиска паре јер активира више кинетичке енергије за разбијање молекуларних сила тако да молекули брзо могу побјећи од површине течности. Када притисак паре (притисак засићене паре) изједначи спољни притисак (атмосферски притисак), течност ће почети да кључа. Нижа температура ће резултирати ниским притиском паре и требаће времена да течност прокључа.

Далтонов закон парцијалних притисака

Шта је парцијални притисак?

Идеју о парцијалном притиску први је предложио познати научник Јохн Далтон. То је створило његов Закон о парцијалним притисцима који каже да је укупни притисак извршен идеалном мешавином гасова једнак збиру парцијалних притиска појединих гасова. Рецимо да се одређени контејнер напуни водоником, азотом и кисеоником, укупним притиском, П_ТОТАЛ, биће једнак збиру кисеоника, азота и водоника. Парцијални притисак било ког гаса у тој мешавини израчунава се множењем укупног притиска са моларном фракцијом појединачног гаса.

Укратко, парцијални притисак је притисак који врши одређени гас у смеши као да делује сам у систему. Тако занемарите остале гасове када одређујете парцијални притисак појединачног гаса. Ова теорија се може верификовати убризгавањем, рецимо, 0.6атм О₂ у контејнеру од 10 Л при температури од 230К и затим убризгавањем 0.4атм Н₂ у идентичном контејнеру исте величине на истој температури, а затим на крају комбинујте гасове за мерење укупног притиска; то ће бити збир два гаса. То јасно објашњава парцијални притисак појединачног гаса у мешавини нереактивних гасова.

Израчунавање парцијалног притиска

Израчунавање парцијалног притиска је апсолутни повјетарац, јер Далтонов закон [1] предвиђа одредбе за то. Зависиће од типичних информација које се дају. Ако је, на пример, дат укупни притисак за мешавину гаса А и Б као и притисак гаса А, парцијални притисак Б може се израчунати коришћењем П_ТОТАЛ = П_А + П_Б. Остало су алгебарске манипулације. Али у случају када је дат само укупни притисак смеше, можете користити моларни део гаса Б да бисте одредили парцијални притисак. Моларни удио, означен са Кс, може се наћи дељењем молова гаса Б на укупне молове гасне смеше. Затим да бисте пронашли парцијални притисак, помножићете моларни део Кс са укупним притиском. Примјер у наставку то објашњава.

Пример 2.

Смеша азота и кисеоника, са 2,5 мола и 1,85 молова, убризгава се у посуду од 20,0Л са укупним притиском 4атм; израчунати парцијални притисак вршен гасом кисеоником.

Решење:

Укупни број молова у смеши је 2,5 + 1,85 = 4,35 молова. Дакле, моларни део кисеоника, Кс_о, биће 1,85 мола / 4,35 молова = 0,425 молова. Парцијални притисак кисеоника биће 0,425 * 4атм = 1,7 атм. Парцијални притисак преосталог гаса може се израчунати на основу истог приступа или се може израчунати коришћењем гаса кисеоника и укупног притиска разрађеног Далтоновим законом парцијалних притиска да је укупни притисак нереактивних гасова једнак зброју парцијални притисци.

Разлика између парног и парцијалног притиска

Из горњих објашњења, видљиво је да су парни притисак и парцијални притисак два различита притиска. Притисак паре примењује се на течне и чврсте фазе, док парцијални притисак делује на гасовиту фазу. Притисак паре се врши у фазном прелазу након што се у раствор дода довољно топлоте, што доводи до тога да његови молекули изађу у затвореном систему.

Главна разлика између парцијалног притиска и парног притиска је у томе што је парцијални притисак притисак који појединачни гас врши у смеши као да је сам у том систему, док се парни притисак односи на притисак који пар има у својој термодинамичкој равнотежи са кондензовано стање течног или чврстог стања. Доња табела даје сажето упоређивање ових притисака.

Притисак паре	Парцијални притисак
Изводи се у равнотежи течна или чврста пара у својој кондензованој фази	Издвајају га појединачни гасови у нереактивној гасној смеши
Добро објашњено Раоултовим законом	Добро објашњено Далтоновим законом
Применљиво у чврстим и течним фазама	Применљиво само у гасовитим фазама
Независно од површине или запремине система	Израчунато помоћу гасова у истој запремини
Израчунато помоћу молне фракције раствора	Израчунато коришћењем молског удела гаса

Упаковати!

Парни притисак и парцијални притисак су два важна научна израза која се користе за одређивање утицаја сила које примењују пара и гасови у датом затвореном систему при одређеним температурама. Њихова главна разлика је подручје наношења са притиском паре примењеним на течне или чврсте фазе, док се парцијални притисак примењује на појединачни гас у мешавини идеалних гасова у датој запремини.

Парцијални притисак се израчунава лако према Далтоновом закону о парцијалним притисцима, док се парни притисак израчунава применом Раоултовог закона. У било којој датој смеши, свака компонента гаса врши сопствени притисак, који се назива парцијални притисак независан од других гасова. А када удвостручите молове било које компоненте са температуром која остаје константна, повећаћете њен парцијални притисак. Према односу Клаусиус-Цлапеирон [2], притисак паре расте како температура расте.

Уз горе наведене информације, требали бисте бити у могућности разликовати између парног тлака и парцијалног тлака. Такође бисте их могли израчунати користећи моларне фракције и множити са укупним притиском. Дали смо вам типичне примере за разраду примене ових притисака.