مسائل على قانون دالتون Dalton Law للضغوط الجزيئية (الجزء الثاني)

كنا قد تناولنا في الدرس السابق مجموعة من المسائل المحلولة عن قانون دالتون للضغوط الجزيئية Dalton Law وعددها 11  مسألة مع الحلول وفى هذا الدرس سوف نكمل مسائل أخري بأفكار مختلفة حيث يمكنك مراجعة الدروس الأتية بالضغط عليها مباشرة:

(1) شرح قانون دالتون للضغوط الجزيئية  Dalton Law of Partial Pressures

(2) مسائل محلولة على قانون دالتون Dalton Law للضغوط الجزيئية (الجزء الأول).

أما الآن دعونا نكمل باقي المسائل.

مثال (12): قانون دالتون Dalton Law

مخلوط يتكون من (32 g) من الأكسجين (O₂) و (112 g) من النيتروجين (N₂) وضغطه الكلي (1 atm) احسب الضغط الجزئي للأكسجين.

الحل:

نحسب أولاً عدد المولات لكل غاز، ثم نوجد الكسر المولي ومنه نوجد الضغط الجزئي لكل غاز كما یلي:

ملحوظة هامة جداً

فإذا كان الضغط الجزئي للنيتروجين 25 KPa ، وللأكسجين 35KPa  ولثاني أكسيد الكربون 45 KPa فيكون الضغط الكلي للمزيج:

یمكن الإستفادة من قانون دالتون في تحدید الضغط الناتج عن مزج غازین كانا أصلاً في أوعیة منفصلة.

مثال (13): قانون دالتون Dalton Law

إذا تم مزج (200 cm³) من N₂ عند (25 C^o) وضغط (35 KPa) مع (350 cm³) من O₂ عند (25 C^o) وضغط (45 KPa) بحيث أن الحجم الناتج يساوي 300 cm³ فماذا یكون الضغط النهائي للمزیج عند درجة 25 C^o؟

الحل:

من قانون دالتون یمكن معاملة كل غاز في المزیج كما لو كان ھو الغاز الوحید الموجود، لذا نستطیع أن نحسب بشكل مستقل الضغوط الجدیدة لكل منN₂ , O₂  عند وضعھما في الوعاء سعته (300 cm³) ، وبسبب أن درجة الحرارة ثابتة فإن القانون المتبع ھو قانون بویل:

ومن هنا لكي يكون: P₁ > P₂  فإن P₁ تضرب في نسبة حجم اقل من الواحد وهي كما یلي::

 وبالتالي فإن:

 ثانياً: حساب ضغط الأكسجين P₂ وفقاً لقانون بویل كما یلي:

يلاحظ أن حجم O₂ انخفض من 350 cm³ إلى 300 cm³ لذلك فأن الضغط P₁ سيرتفع ، ولكي یرتفع لا بد من ضربة بنسبة حجم أكبر من الواحد:

ولحساب الضغط الكلي للمزیج نجمع الضغوط الجزئیة :

مثال (14): قانون دالتون Dalton Law

 لدیك قنینة حجمھا (10 L) تحوي (0.200 mol) من الميثان (0.300 mol) من الهيدروجين (0.400 mol) من النيتروجين عند (25 C^o).

(أ) ما الضغط الجوي داخل القنينة؟

(ب) ما الضغط الجزئي لكل مكون من خلیط الغازات؟

 

 (ب) الضغط الجزئي لكل غاز في الخلیط یمكن أن یحسب بإحلال عدد مولات كل غاز في المعادلة PV = nRT كل على حدة، وهذا يعني أن:

 والضغط الكلي P_t يعطى بالعلاقة:

(أ) ما هو الضغط الجزئي لغاز O₂ في مزيج الغاز الرطب عند 25 C^o ، إذا علمت أن ضغط بخار الماء عند (25 C^o) هو  3.17 KPa

(ب) ما هو حجم الأكسجين الجاف عند (STP)؟

 

(ب) لحساب V_O2 عند STP (P = 101.325 kPa, T = 273 K):

مثال (16)

 وضع شریط من المغنسیوم في كمیة من الماء وأضیف إلیھا كمیة من حمض HCl وتصاعد الھیدروجین نتیجة للتفاعل التالي:

ثم جمع الھیدروجین من على سطح الماء في إناء حجمه (10 L) فإذا كانت كمیة المغنسیوم المستخدمة تؤدي الى تصاعد (0.5 g) من الھیدروجین وكان الضغط المقاس في الإناء یساوي (488.61 torr) عند درجة حرارة التجربة.

(أ) احسب عدد مولات الھیدروجین (علماً بأن الكتلة الذریة Aw=1)

(ب) احسب الضغط الجزئي للھیدروجین إذا علمت أن ضغط بخار الماء یبلغ عند ھذه الدرجة من الحرارة (22.76 torr).

(جـ) حساب الكسر المولي للماء وللھیدروجین

(د) حساب عدد المولات الكلي n_t

(هـ) احسب كمیة بخار الماء التي صاحبت عملیة التجمیع.

(و) احسب درجة حرارة التجربة.