Legile amestecurilor de gaze perfecte

Legile amestecurilor de gaze perfecte

Aceste legi se refera la amestecurile de gaze perfecte care nu reactioneaza intre ele si prezinta mai multe aspecte:

In amestecurile de gaze perfecte este necesar sa se introduca notiunea de presiune partiala care reprezinta presiunea pe care ar avea-o fiecare din componenti daca ar ocupa singur volumul V al amestecului la aceeasi temperatura.

Consideram un amestec binar format din n₁ moli gaz perfect si n₂ moli din alt gaz perfect. Pe baza ecuatiei de stare a gazului perfect, presiunile partiale vor fi:

respectiv (2.28)

Rezulta ca pentru amestec avem:

pV = (n₁ + n₂)RT      (2.29)

Din ecuatiile (2.28) si (2.29) rezulta:

p = p₁ + p₂      (2.30)

adica, la volum constant, presiunea totala a unui amestec de gaze perfecte este egala cu suma presiunilor partiale ale gazelor componente.

Relatia (2.30) este formularea matematica a legii lui Dalton pentru un amestec binar de gaze perfecte. Legea lui Dalton se numeste si legea presiunilor partiale si poate fi scrisa sub forma generalizata astfel:

sau p = p₁ + p₂ + + p_n (2.31)

Presiunea partiala a unui component dintr-un amestec de gaze perfecte este proportionala cu fractia molara a gazului.

Compozitia unui amestec de gaze poate fi data cantitativ cu ajutorul fractiei molare:

(2.32)

unde: n_i = numarul de moli al unui gaz i;

n = numarul total de moli ai amestecului.

Presiunea partiala:

p_i = x_ip      (2.33)

Relatia (2.31) devine:

sau p = x₁p + x₂p + + x_np (2.34)

Daca se cunoaste compozitia in procente de volum (a), se pot inlocui fractiile molare cu procentele volumice ale gazelor componente ale amestecului:

sau (2.35)

O lege similara legii lui Dalton este legea lui Agamat pentru volumul gazelor perfecte:

La presiune constanta, volumul total al amestecului de gaze (V) este egal cu suma volumelor partiale ale gazelor componente:

sau V = V₁ + V₂ + + V_n (2.36)

Relatia (2.36) se numeste legea volumelor partiale.

Volumul partial este volumul gazului respectiv la o presiune egala cu a amestecului gazos.

La modificarea presiunii si volumului este valabila relatia:

sau pV = p₁V₁ + p₂V₂ + + p_nV_n (2.37)

O relatie de interes practic este:

p_n = V_np      (2.38)

Relatia (2.38) stabileste ca presiunea partiala a unui gaz este data de produsul dintre volumul partial corespunzator si presiunea totala a amestecului.