Парциальное давление

Парциа́льное давление (лат. partialis — частичный, от лат. pars — часть) — давление отдельно взятого компонента газовой смеси^[1][2]. Общее давление газовой смеси является суммой парциальных давлений её компонентов.

В химии парциальное давление газа в смеси газов определяется как указано выше. Парциальное давление газа, растворённого в жидкости, является парциальным давлением того газа, который образовался бы в фазе газообразования в состоянии равновесия с жидкостью при той же температуре. Парциальное давление газа измеряется как термодинамическая активность молекул газа. Газы всегда будут вытекать из области с высоким парциальным давлением в область с более низким давлением; и чем больше разница, тем быстрее будет поток. Газы растворяются, диффундируют и реагируют соответственно их парциальному давлению и не обязательно зависимы от концентрации в газовой смеси.

Законы Дальтона парциального давления

Основная статья: Законы Дальтона

Парциальное давление идеального газа в смеси равно давлению, которое будет оказываться, если он занимает тот же объём при той же температуре. Причина этого в том, что молекулы идеального газа настолько далеки одна от другой, что не взаимодействуют друг с другом. Реально существующие газы очень близко подходят к этому идеалу. Следствием этого является то, что общее давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений каждого газа в смеси, как это формулирует закон Дальтона^[3]. Например, дана смесь идеального газа из азота (N₂), водорода (H₂) и аммиака (NH₃):

$P = P_{{\mathrm{N}}_2} + P_{{\mathrm{H}}_2} + P_{{\mathrm{NH}}_3}$, где:

$P \,$ = общему давлению в газовой смеси

$P_{{\mathrm{N}}_2}$ = парциальному давлению азота (N₂)

$P_{{\mathrm{H}}_2}$ = парциальному давлению водорода (H₂)

$P_{{\mathrm{NH}}_3}$ = парциальному давлению аммиака (NH₃)

Смеси идеальных газов

Мольная доля отдельных компонентов газа в идеальной газовой смеси может быть выражена в пределах парциальных давлений компонентов или молей компонентов:

$x_{\mathrm{i}} = \frac{P_{\mathrm{i}}}{P} = \frac{n_{\mathrm{i}}}{n}$

и парциальное давление отдельных компонентов газов в идеальном газе может быть получено используя следующее выражение:

$P_{\mathrm{i}} = x_{\mathrm{i}} \cdot P$, где:

$x_{\mathrm{i}}$ = мольной доле любого отдельного компонента газа в газовой смеси

$P_{\mathrm{i}}$ = парциальному давлению любого отдельного компонента газа в газовой смеси

$n_{\mathrm{i}}$ = молям любого отдельного компонента газа в газовой смеси

$n$ = общему числу молей газовой смеси

$P$ = общему давлению в газовой смеси

Мольная доля компонентов газа в газовой смеси равна объёмной доле этого компонента в газовой смеси.^[4]

См. также

• Пар
• Газ, Идеальный газ и Уравнение состояния идеального газа
• Мольная доля и Моль
• Законы Дальтона
• Закон Генри

Примечания

1. ↑ Парциальное давление. Статья в физической энциклопедии.
2. ↑ Charles Henrickson Chemistry. — Cliffs Notes, 2005. — ISBN 0-764-57419-1
3. ↑ Dalton's Law of Partial Pressures
4. ↑ Pittsburgh University chemical engineering class notes