Parsiële druk

Volgens Dalton se wet (of meer volledig Dalton se wet van parsiële druk) is die parsiële druk van 'n komponent in 'n gasmengsel van nie-reagerende gasse gelyk aan die molfraksie vermenigvuldig met die totale druk van die gasmengsel. Verder is die som van die parsiële druk van elke komponent gelyk aan die totale druk.

${\displaystyle p_{i}=y_{i}P_{totaal}}$

${\displaystyle y_{i}={\frac {p_{i}}{P_{totaal}}}={\frac {n_{i}}{n_{totaal}}}={\frac {V_{i}}{V_{totaal}}}}$

${\displaystyle P_{\text{totaal}}=\sum _{i=1}^{n}p_{i}\quad =\quad p_{1}+p_{2}+p_{3}+...+p_{n}}$

Waar:

• ${\displaystyle P_{totaal}}$ = Totale druk van die gasmengsel (absolute druk)
• ${\displaystyle p_{i}}$ = Parsiële druk van komponent i (absolute druk)
• ${\displaystyle y_{i}}$ = Molfraksie van komponent i in die gasmengsel
• ${\displaystyle p_{i}^{\star }}$ = Dampdruk van komponent i by die mengsel se temperatuur en komponent i se parsiële druk
• ${\displaystyle n_{i}}$ = Hoeveelheid mol van komponent i in die gasmengsel
• ${\displaystyle n}$ = Totale hoeveelheid mol gas in gasmengsel
• ${\displaystyle V_{i}}$ = Volume van komponent i in die gasmengsel
• ${\displaystyle V}$ = Totale volume van gasmengsel

Hierdie model geld slegs as daar geen interaksie tussen die komponente is wat kan veroorsaak dat een komponent 'n ander se dampdruk beïnvloed of die vlugtigheid van 'n komponent afhang van sy persentasie in 'n mengsel.

Gestel komponent i kom ook in die vloeistoffase voor in die totale mengsel dan is die parsiële druk van komponent i in die gasfase gelyk aan die dampdruk van komponent i by die mengseltemperatuur.

${\displaystyle y_{i}={\frac {p_{i}}{P_{totaal}}}={\frac {p_{i}^{\star }}{P_{totaal}}}}$

Byvoorbeeld, veronderstel jy het 'n mengsel van water en metaan by 100 °C en 1000 kPa en daar is ook water in die vloeistoffase teenwoordig by ekwilibrium, dan gaan die parsiële druk van die water in die gasfase gelyk wees aan die dampdruk van water by 100 °C. Volgens stoomtabelle is die dampdruk van water by 100 °C, 101.325 kPa. Dus gaan die molfraksie van water in die gasfase die volgende wees:

${\displaystyle y_{i}={\frac {p_{i}}{P_{totaal}}}={\frac {p_{i}^{\star }}{P_{totaal}}}={\frac {101.325}{1000}}=0.10=10\%}$

Om die entalpie van 'n gasmengsel te bepaal, kan elke gas in die mengsel apart beskou word teen die mengseltemperatuur en teen die dampdruk van elke individuele gas.

Jy het die volgende mengsel van stowwe by 200 °C en 2000 kPa(a):

• H₂ = 40 kmol
• CO = 20 kmol
• CO₂ = 28 kmol
• CH₄ = 12 kmol
• H₂O = 400 kmol

Uit watter fases bestaan hierdie mengsel (damp alleen, vloeistof alleen of 'n mengsel van damp en vloeistof)? Wat is die samestelling van elke fase?

Antwoord:

Omdat die komponente H₂, CO, CO₂ en CH₄ se dampdrukke baie hoër is as die mengsel se druk, sal hierdie komponente in die gasfase wees.

Water se dampdruk is egter laer as parsiële druk van water in die mengsel, dus sal daar vloeistof wees.

Dus sal die mengsel uit beide damp en vloeistof bestaan.

Die maksimum hoeveelheid water wat in die gasfase kan wees is:

${\displaystyle y_{H_{2}O}={\frac {p_{H_{2}O}}{P_{totaal}}}={\frac {1555}{2000}}=0.7775}$

Die ander komponente is almal in die dampfase, dus is die fraksie van die res 1 - 0.7775 = 0.2225

Dus is die samestelling van die gasfase die volgende:

• H₂ = 0.2225 × 40/100 = 0.089
• CO = 0.2225 × 20/100 = 0.0445
• CO₂ = 0.2225 × 28/100 = 0.0623
• CH₄ = 0.2225 × 12/100 = 0.0267
• H₂O = 0.7775

Dus is die totale hoeveelheid mol damp = 100/0.2225 = 449.4 kmol

Dus is die hoeveelheid mol water in die dampfase = 100/0.2225 × 0.7775 = 349.4

Die hoeveelheid vloeistof is dus 400-349.4 = 50.6 kmol, en bestaan net uit water.

• Dalton se wet
• Dampdruk
• Raoult se wet
• Humiditeit

Hierdie artikel is ’n saadjie. Voel vry om Wikipedia te help deur dit uit te brei.