خليط الغازات- قانون دالتون

ما لم تتفاعل الغازات الفردية كيميائياً مع بعضها البعض، فإن الغازات الفردية الموجودة في خليط من الغازات لا تؤثر على ضغط بعضها البعض. ويمارس كل غاز في الخليط الضغط نفسه الذي سيمارسه إذا كان موجوداً بمفرده في الحاوية. ويُطلق على الضغط الذي يمارسه كل غاز على حدة في خليط بالضغط الجزئي له.

وهذا يعني أنه في الخليط الذي يحتوي على ثلاثة غازات مختلفة A وB وC، إذا كان P_A هو الضغط الجزئي للغاز A؛ و P_B هو الضغط الجزئي للغاز B؛ و P_C هو الضغط الجزئي للغاز C؛ فإن الضغط الإجمالي يمكن حسابه بالمعادلة 1:  

وهذا هو قانون دالتون’s الذي يشتمل على ضغوط جزئية: ذلك أن الضغط الإجمالي لمزيج من الغازات المثالية يعادل مجموع الضغوط الجزئية لغازات المكونات.

افترضn_A، n_B، و n_C هو عدد المولات لكل من الغازات الموجودة في الخليط. إذا أطاع كل غاز معادلة الغاز المثالي، فيمكن كتابة الضغط الجزئي كما يلي:

نظراً لأن كل الغازات في درجة الحرارة نفسها وتحتل الحجم نفسه، فإن الاستعاضة في المعادلة 1 تعطينا:

تشير المعادلة إلى أنه عند درجة الحرارة الثابتة والحجم الثابت، يتم تحديد إجمالي ضغط عينة الغاز بواسطة العدد الإجمالي لمولات الغاز الموجودة.

بالنسبة لخلائط الغازات، من الملائم تقديم كمية تسمى جزء من المول، χ، وهي تكون معرّفة بأنها عدد مولات مادة معينة في خليط مقسومة على إجمالي عدد المولات لجميع المواد الموجودة. بطريقة رياضية، يتم التعبير عن الجزء من المول للمادة A في مزيج مع B وC في صورة

وبالمثل، فإن الجزء من المول لـ B وC هو؛

الجمع بين معادلة الجزء من المول للمادة a والمعادلة الخاصة بالضغط الجزئي يعطينا:

يرتبط الضغط الجزئي للغاز A بإجمالي ضغط خليط الغاز عن طريق الجزء من المول الخاص به.

وبعبارة أخرى، فإن ضغط الغاز في خليط من الغازات هو ناتج الجزء من المول والضغط الإجمالي للخليط.

هذا النص مقتبس من Openstax, Chemistry 2e, Section 9.3: Stoichiometry of Gaseous Substances, Mixtures, and Reactions.