Llei de les pressions parcials

Archiu:Kugel-gasbehaelter Siegen 2.jpg

Contenidor esfèric de gas.

La llei de les pressions parcials (coneguda també com a llei de Dalton) escrit en l'any 1802 pel físic, químic i matemàtic britànic John Dalton. Establix que la pressió d'una mescla de gasos, que no reaccionen químicament, és igual a la suma de les pressions parcials que eixerciria cada u d'ells si només un ocupara tot el volum de la mescla, sense variar la temperatura. La llei de Dalton és molt útil quan desigem determinar la pressió total d'una mescla

Definició formal

La llei de les pressions parcials de Dalton s'expressa bàsicament en el següent enunciat:

La pressió total d'una mescla és igual a la suma de les pressions parcials dels seus components.

Açò significa que la pressió total p es pot expressar tal que

$p=\sum _{i=1}^n{p}_i=p_1+p_2+\mathrm{...}+p_n$

A on $p_i$ representa la pressió parcial del i-ésimo component en la mescla. S'assumix que els gasos no tenen reaccions químiques entre ells, el cas més ideal és en gasos nobles.

$p_i=y_i\cdot p$

a on $y_i$ és la fracció molar del i-ésimo component de la mescla gaseosa de n components.

Concepte per mig de gasos ideals

Quan Dalton va formular per primera volta la seua teoria atòmica, la teoria sobre la vaporisació de l'aigua i del comportament de les mescles gaseoses estava poc elaborada. A partir de les seues medicions va deduir que dos gasos són una mescla i que actuaven d'una manera mútuament independent.

Per eixemple, si es coloquen tres gasos distints en un recipient de determinat volum (V), es pot considerar que cada u d'estos gasos ocuparà tot el volum del recipient, és dir, conformarà el volum del recipient i tindran la mateixa temperatura.

Si estudiàrem cada u d'estos gasos en formes separades, la contribució a la pressió de cada component esta directament relacionada en el número de moles del component i dels chocs que tenen les molèculas en les parets del recipient. Ya que cada component té el mateix volum i la mateixa temperatura, la diferència de les pressions que eixercixen els tres distints gasos es deuran als distints números de moles.

Llavors la pressió que eixercix un component determinat d'una mescla de gasos es diu pressió parcial del component. Les pressions parcials es calculen aplicant la llei dels gasos ideals a cada component. Aixina la pressió parcial p_i per a un component consistix en n_i moles a la temperatura T en el volum V, sent R la constant universal dels gasos ideals, ve donada per l'expressió:

$p_i=\frac{n_{i}RT}{V}$

Es pot calcular la pressió parcial de cada component, si es coneix el número de moles de cada u dels gasos que es troben en la mescla tancada en un volum determinat i a una temperatura donada. Degut a que les partícules de cada gas component es conduïxen d'una forma diferent, la pressió total que eixercixca la mescla serà el resultat de totes les partícules.

S'establix que la pressió total d'una mescla de gasos és igual a la suma de les pressions parcials dels gasos individuals. Aixina que:

$p=\sum _{i=1}^n{p}_i=\frac{RT}{V}\sum _{i=1}^n{n}_i$

sent $R$ la constant dels gasos ideals, $T$ la temperatura, $V$ el volum i $n_i$ el número de molés del component i de la mescla. El número de moles d'un component de la mescla $n_i$ es definix com el cocient entre la massa $m_i$ de dit component i la seua massa molar $M_i$. En general, per a una mescla, el número de moles total $n$ es pot obtindre de la següent equació:

$n=\sum _{i=1}^n{n}_i=\sum _{i=1}^n\frac{m_i}{M_i}$