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  • 物理化學
  • 胡彩玲 王偉 譚美蓉主編
  • 597字
  • 2019-04-17 12:02:11

第二節 混合氣體分壓定律

學習導航

氯乙烯、氯化氫及乙烯構成的混合氣體中,各組分的摩爾分數分別為0.89、0.09及0.02。于恒定壓力101.325kPa下,用水吸收其中的氯化氫,所得混合氣體中增加了分壓力為2.670kPa的水蒸氣。試求洗滌后的混合氣體中氯乙烯及乙烯的分壓力。

對于混合氣體,無論是理想的,還是非理想的,都可以用分壓力的概念來描述其中某一種氣體所產生的壓力。

一、分壓力

混合氣體中某一組分B的分壓pB等于它的摩爾分數yB與總壓p的乘積,其數學表達式為

pB=yBp  (1-6)

因為混合氣體中各種氣體的摩爾分數之和,所以各種氣體的分壓之和等于總壓。

式(1-6)、式(1-7)對所有混合氣體都適用。

二、道爾頓分壓定律

對于理想氣體混合物,因為,結合式(1-6),得

也就是說,理想混合氣體中某一組分B的分壓等于該組分B單獨存在且與混合氣體具有相同的溫度和體積時所具有的壓力,而混合氣體的總壓等于各組分氣體的分壓之和,稱為道爾頓分壓定律,簡稱分壓定律。道爾頓分壓定律適用于理想氣體混合物,對低壓下的真實氣體近似適用。

【例1-4】在300K,將101.3kPa、2.00×10-3m3的氧氣與50.65kPa、2.00×10-3m3的氮氣混合,混合后溫度為300K,總體積為4.00×10-3m3,求總壓力是多少?

解法一 因混合前后溫度不變,故根據p1V1=p2V2分別解出混合后氧氣和氮氣的分壓力。

p2=p1V1/V2

p=p(O2)+p(N2)=75.975(kPa)

解法二 首先對兩種氣體分別使用理想氣體狀態方程,解出氧氣和氮氣的物質的量,再對二者混合后,組成的理想氣體混合物,應用理想氣體狀態方程,解出總壓力。

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