Kısmi Basınç ve Buhar Basıncı Arasındaki Fark

Kısmi basınç ve buhar basıncı, sistem bileşenleri tarafından uygulanan basınç miktarı ile ilgili yaygın olarak kullanılan bilimsel terimlerdir, ancak kimlikleri başkaları için kafa karıştırıcı olabilir. Etkileri ve kimlikleri de dahil olmak üzere bu terimler arasında açık bir ayrım vardır. Bu makalede, bu terimler arasındaki farklar üzerinde daha fazla durulacaktır. Ayrıca, bunların uygulamalarının anlaşılması için bazı örnekler de içerecektir..

Buhar ve kısmi basınç arasındaki ayrımı araştırmadan önce basınç kavramını vurgulayarak başlayalım. Basınç bilimsel olarak bir nesne veya madde üzerindeki birim alan başına uygulanan kuvvet olarak tanımlanır. Ayrıca, çarpışan parçacıkların birbirlerine uyguladığı kuvvet olarak da tanımlanabilir ve genellikle Pascal kullanılarak ölçülür. Parçacıkların çarpışması durumunda, basıncın hesaplanması için gaz denklemi ve gazların kinetik teorisi kullanılır.

Buhar basıncı nedir?

Buhar basıncı sıvı veya katı fazlara uygulanabilir. Buharın hem termodinamik dengesinde, hem buharın hem de sıvının (katı) temas halindeyken kapalı bir sistemde belirli bir sıcaklıkta sıvı veya katı haline uyguladığı basınçtır. Bu basınç, katı veya sıvı üzerinde artan ısı ile sağlanan buharlaşmanın bir sonucu olarak ortaya çıkar. Böylece sıcaklık buharlaşmanın ölçüsü olarak kullanılır ve buhar basıncı ile doğru orantılıdır. Bu, sıcaklık ne kadar yüksek olursa buhar basıncı o kadar yüksek olur.

Buharlaştırma sırasında, hava molekülleri kapalı bir sistemde havaya yüksek kinetik enerjinin bir sonucu olarak kaçar. Daha sonra dengede olduğunda, buhar ve buharın yoğunlaşmış şekli (katı) arasında buhar basıncı oluşur. Moleküller arası kuvvetlerin daha zayıf olduğu çözeltilerde, buhar basıncı daha fazla olma eğilimindedir ve tersine, moleküller arası kuvvetlerin daha güçlü olduğu çözeltilerde, buhar basıncı daha azdır..

Buhar basıncı, Raoult Yasası'nda açıklandığı gibi ideal karışımlarda da meydana gelebilir. Sıvı veya katı bir karışımdaki belirli bir bileşenin kısmi buhar basıncının, söz konusu bileşenin belirli bir sıcaklıktaki karışımdaki mol fraksiyonu ile çarpımının buhar basıncına eşit olduğunu belirtir. Aşağıdaki örnek,.

örnek 1.

0.5 mol ideal bir karışım verilir. etanol ve 1.5 mol. 30KPa ve 52KPa buhar basıncına sahip metanol, her bileşenin kısmi buhar basıncını belirler.

Çözüm:

Toplam mol sayısı 1.5mol + 0.5mol = 2.0mol'dur. Raoult Yasası'na göre, kısmi buhar basıncı, söz konusu bileşenin molar fraksiyonu ile çarpılan buhar basıncına eşittir. Bu durumda, P_metanol = 1,5 / 2 * 52 = 39KPa ve P_etanol = 0,5 / 2 * 30 = 7,5KPa.

Karışımdaki bileşenlerin kısmi buhar basıncına sahip olduğunuzda, toplam buhar basıncını birleştirerek elde edebilirsiniz. Bu bağlamda, 7.5 + 39, etanol ve metanol çözeltileri karışımının 46.5KPa'lık toplam buhar basıncını verir..

Buhar basıncını etkileyen faktörler

Molekül kimliği

Yukarıda belirtildiği gibi, moleküler kuvvet türleri uygulanacak buhar basıncı miktarını belirler. Kuvvetler daha güçlü ise, daha az buhar basıncı ortaya çıkar ve daha zayıfsa, daha fazla buhar basıncı ortaya çıkar. Bu nedenle, sıvı veya katının bileşimi buhar basıncını etkileyecektir.

Sıcaklık

Daha yüksek sıcaklık, daha yüksek buhar basıncına yol açar, çünkü moleküler kuvvetleri kırmak için daha fazla kinetik enerji aktive eder, böylece moleküller sıvı yüzeyinden hızla kaçabilir. Buhar basıncı (doymuş buhar basıncı) dış basınca (atmosferik basınç) eşit olduğunda, sıvı kaynamaya başlar. Daha düşük bir sıcaklık düşük buhar basıncı ile sonuçlanır ve sıvının kaynaması zaman alır.

Dalton'un Kısmi Baskılar Kanunu

Kısmi basınç nedir?

Kısmi baskı fikri ilk olarak ünlü bilim adamı John Dalton tarafından önerildi. İdeal bir gaz karışımı tarafından uygulanan toplam basıncın, bireysel gazların kısmi basınçlarının toplamına eşit olduğunu belirten Kısmi Basınçlar Kanunu'nu doğurdu. Belirli bir konteynerin Hidrojen, Azot ve Oksijen gazları, toplam basınç, P_TOPLAM, oksijen, azot ve hidrojenin toplamına eşit olacaktır. Bu karışımdaki herhangi bir gazın kısmi basıncı, toplam basıncın münferit gazın molar kısmı ile çarpılmasıyla hesaplanır..

Kısacası, kısmi basınç, karışımda belirli bir gazın sistemde tek başına hareket ediyormuş gibi uyguladığı basınçtır. Böylece, tek bir gazın kısmi basıncını belirlerken diğer gazları görmezden gelirsiniz. Bu teori, örneğin 0.6atm O enjekte edilerek doğrulanabilir.₂ bir 230K'da 10.0 L'lik bir kapta ve daha sonra 0.4atm N enjekte edilir.₂ aynı sıcaklıkta aynı boyutta özdeş bir kapta ve daha sonra toplam basıncı ölçmek için gazları birleştirin; iki gazın toplamı olacak. Bu, reaktif olmayan gazların bir karışımındaki tek bir gazın kısmi basıncını açık bir şekilde açıklar..

Kısmi basıncın hesaplanması

Dalton yasası [1] bunun için hükümler sağladığından, kısmi basıncı hesaplamak mutlak bir esinti. Sağlanan tipik bilgilere bağlı olacaktır. Örneğin, toplam basınç bir gaz A ve B karışımı ve ayrıca gaz A basıncı için verilirse, B'nin kısmi basıncı P kullanılarak hesaplanabilir._TOPLAM = P_bir + P_B. Gerisi cebirsel manipülasyonlardır. Ancak, sadece karışımın toplam basıncının verildiği bir durumda, kısmi basınç olduğunu belirlemek için B gazının molar kısmını kullanabilirsiniz. X ile gösterilen molar fraksiyon, gaz B'nin mollerinin gaz karışımının toplam mollerine bölünmesiyle bulunabilir. Daha sonra kısmi basıncı bulmak için, molar fraksiyonu X'i toplam basınçla çarpacaksınız. Aşağıdaki örnek,.

ÖRNEK 2.

Sırasıyla 2.5 mol ve 1.85 mol ile bir Azot ve Oksijen karışımı, 20.0L'lik bir kaba toplam 4atm basınçla enjekte edilir; Oksijen gazının uyguladığı kısmi basıncı hesaplar.

Çözüm:

Karışımdaki toplam mol sayısı 2.5 + 1.85 = 4.35 mol'dür. Oksijenin molar kısmı, X_Ö, 1.85 mol / 4.35 mol = 0.425 mol olacaktır. Kısmi Oksijen basıncı 0.425 * 4atm = 1.7atm olacaktır. Kalan gazın kısmi basıncı, aynı yaklaşımı izleyerek hesaplanabilir veya Oksijen gazı ve Dalton'un Kısmi Basınçlar kanununca reaktif olmayan gazların toplam basıncının toplamına eşit olduğu toplam basınç kullanılarak hesaplanabilir. kısmi baskılar.

Buhar ve kısmi basınç arasındaki fark

Yukarıdaki açıklamalardan, buhar basıncı ve kısmi basıncın iki ayrı basınç olduğu açıktır. Buhar basıncı sıvı ve katı fazlara uygulanırken, kısmi basınç gaz fazına uygulanır. Buhar basıncı, çözeltiye yeterli ısı ilave edildikten sonra faz geçişinde uygulanır, böylece moleküllerinin kapalı bir sistemde kaçmasına yol açar..

Kısmi basınç ve buhar basıncı arasındaki temel fark, kısmi basıncın, bir karışımdaki tek bir gazın o sistemde tek başına olduğu gibi uyguladığı basınçtır, buhar basıncı ise, termodinamik dengesinde buharın uyguladığı basıncı ifade eder. sıvı veya katı halde yoğunlaşmış hali. Aşağıdaki tablo bu basınçların kısa bir karşılaştırmasını vermektedir..

Buhar basıncı	Kısmi basıncı
Sıvı veya katı buhar tarafından dengede yoğunlaştırılmış fazına uygulanır.	Reaktif olmayan bir gaz karışımında münferit gazlar tarafından uygulanır.
Raoult Yasası tarafından iyi açıklanmıştır	Dalton Yasası tarafından iyi açıklanmıştır
Katı ve sıvı fazlarda uygulanabilir	Sadece gaz fazlarında uygulanabilir
Yüzey alanından veya sistemin hacminden bağımsız	Aynı hacimdeki gazlar kullanılarak hesaplanmıştır
Çözünenin mol fraksiyonu kullanılarak hesaplanmıştır	Gazın mol fraksiyonu kullanılarak hesaplanır

Sarmak!

Buhar basıncı ve kısmi basınç, belirli sıcaklıklarda verilen kapalı sistemde sırasıyla buhar ve gazların uyguladığı kuvvetlerin etkilerini belirlemede kullanılan iki önemli bilimsel terimdir. Ana farkları, sıvı veya katı fazlara uygulanan buhar basıncı ile uygulama alanı iken, kısmi basınç, belirli bir hacimdeki ideal gazların bir karışımı içinde bireysel bir gaz üzerine uygulanır..

Kısmi basınç, Dalton'un Kısmi Basınçlar Yasası izlenerek kolayca hesaplanırken, buhar basıncı Raoult Yasası uygulanarak hesaplanır. Belirli bir karışımda her gaz bileşeni, diğer gazlardan bağımsız kısmi basınç olarak adlandırılan kendi basıncını uygular. Ve herhangi bir bileşenin molünü sıcaklık kalan sabit ile ikiye katladığınızda, kısmi basıncını artıracaksınız. Clausius-Clapeyron ilişkisine göre [2], sıcaklık arttıkça buhar basıncı artar.

Yukarıda bahsedilen bilgilerle, buhar basıncı ile kısmi basınç arasında ayrım yapabilmeniz gerekir. Ayrıca molar kesirleri kullanarak ve toplam basınçla çarparak bunları hesaplayabilmelisiniz. Bu baskıların uygulanmasına ilişkin ayrıntılı örnekler verdik..