আংশিক চাপ কিভাবে গণনা করবেন: 14 টি ধাপ (ছবি সহ)

2024 লেখক: Jason Gerald | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-15 08:10

রসায়নে "আংশিক চাপ" হল সেই চাপ যা একটি গ্যাসের মিশ্রণের প্রতিটি গ্যাস তার চারপাশে যেমন একটি ভলিউমেট্রিক ফ্লাস্ক, ডাইভিং এয়ার ট্যাঙ্ক বা বায়ুমণ্ডলীয় সীমানা। আপনি যদি মিশ্রণে প্রতিটি গ্যাসের চাপ গণনা করতে পারেন যদি আপনি গ্যাসের পরিমাণ, এর আয়তন এবং তাপমাত্রা জানেন। গ্যাস মিশ্রণের মোট চাপ গণনা করার জন্য আংশিক চাপগুলি একসাথে যোগ করা যেতে পারে। অন্যদিকে, আংশিক চাপ গণনার জন্য মোট চাপ আগে থেকেই গণনা করা যেতে পারে।

ধাপ

3 এর অংশ 1: গ্যাসের বৈশিষ্ট্যগুলি বোঝা

ধাপ 1. প্রতিটি গ্যাসকে "আদর্শ" গ্যাস হিসাবে বিবেচনা করুন।

রসায়নে, একটি আদর্শ গ্যাস হল একটি গ্যাস যা তার অণুর প্রতি আকৃষ্ট না হয়ে অন্য গ্যাসের সাথে যোগাযোগ করে। নি solসঙ্গ অণুগুলি বিকৃত না হয়ে বিলিয়ার্ড বলের মতো ঝাঁপিয়ে পড়তে পারে।

একটি আদর্শ গ্যাসের চাপ বৃদ্ধি পায় যখন এটি একটি ছোট স্থানে সংকুচিত হয় এবং যখন এটি একটি বৃহৎ স্থানে প্রসারিত হয় তখন হ্রাস পায়। এই সম্পর্ককে বলা হয় বয়েলের আইন রবার্ট বয়েলের তৈরি। গাণিতিকভাবে, সূত্রটি হল k = P x V, অথবা সরলীকৃত k = PV, k হল একটি ধ্রুবক, P হল চাপ, যখন V হল আয়তন।
চাপের জন্য বেশ কয়েকটি সম্ভাব্য ইউনিট রয়েছে। তাদের মধ্যে একজন পাস্কাল (পা)। এই এককটি এক বর্গমিটারের পৃষ্ঠতলে প্রয়োগ করা একটি নিউটনের বল হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। আরেকটি ইউনিট হল বায়ুমণ্ডল (এটিএম)। বায়ুমণ্ডল হলো সমুদ্রপৃষ্ঠে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের চাপ। 1 atm এর চাপ 101,325 Pa এর সমান।
একটি আদর্শ গ্যাসের তাপমাত্রা আয়তন বৃদ্ধির সাথে বৃদ্ধি পায় এবং আয়তন হ্রাসের সাথে হ্রাস পায়। এই সম্পর্ককে বিজ্ঞানী জ্যাক চার্লসের তৈরি চার্লস ল বলা হয়। গাণিতিক সূত্র হল k = V / T, যেখানে k হল ভলিউম এবং তাপমাত্রা ধ্রুবক, V হল আয়তন এবং T হল তাপমাত্রা।
এই সমীকরণে গ্যাসের তাপমাত্রা ডিগ্রী কেলভিনে দেওয়া হয়, যা সেলসিয়াসে ডিগ্রী মানের সাথে 273 নম্বর যোগ করে প্রাপ্ত হয়।
উপরের দুটি সূত্র এক সমীকরণের সাথে মিলিত হতে পারে: k = PV / T, যা PV = kT হিসাবেও লেখা যেতে পারে।

পদক্ষেপ 2. পরিমাপ করা গ্যাসের পরিমাণ নির্ধারণ করুন।

গ্যাসের ভর এবং আয়তন আছে। আয়তন সাধারণত লিটারে পরিমাপ করা হয় (l), কিন্তু দুই ধরনের ভর আছে।

প্রচলিত ভর গ্রাম পরিমাপ করা হয়, কিন্তু বৃহত্তর পরিমাণে একক কিলোগ্রাম।
যেহেতু গ্যাসগুলি খুব হালকা, ব্যবহৃত ইউনিটগুলি আণবিক ভর বা মোলার ভর। মোলার ভর হল যৌগের প্রতিটি পরমাণুর মোট পারমাণবিক ভরের সমষ্টি যা গ্যাস তৈরি করে, প্রতিটি পরমাণু কার্বনের জন্য 12 নম্বরের তুলনায়।
যেহেতু পরমাণু এবং অণুগুলি গণনার জন্য খুব ছোট, তাই গ্যাসের পরিমাণ মোলে নির্দিষ্ট করা হয়। প্রদত্ত গ্যাসে উপস্থিত মোলের সংখ্যা ভরকে মোলার ভর দ্বারা ভাগ করে এবং n অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত করা যায়।
গ্যাস সমীকরণে ধ্রুব K কে n এর গুণফল, মোলের সংখ্যা (মোল) এবং নতুন ধ্রুবক R দ্বারা প্রতিস্থাপিত করা যায়। এখন সূত্র হল nR = PV/T অথবা PV = nRT।
R- এর মান গ্যাসের চাপ, আয়তন এবং তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত এককের উপর নির্ভর করে। লিটারে ভলিউম, কেলভিনে তাপমাত্রা এবং বায়ুমণ্ডলে চাপের জন্য মান হল 0.0821 L atm/K mol। এই মান 0.0821 L atm K হিসাবে লেখা যেতে পারে^-1 তিল ^-1 পরিমাপের এককগুলিতে বিভাজন উপস্থাপন করতে স্ল্যাশ ব্যবহার করা এড়াতে।

ধাপ Dal. ডাল্টনের আংশিক চাপের নিয়ম বুঝুন।

এই আইনটি রসায়নবিদ এবং পদার্থবিজ্ঞানী জন ডাল্টন তৈরি করেছিলেন, যিনি সর্বপ্রথম এই ধারণাটি বিকশিত করেছিলেন যে রাসায়নিক উপাদানগুলি পরমাণু দিয়ে তৈরি। ।

ডাল্টনের আইন নিম্নলিখিত সূত্র পি আকারে লেখা যেতে পারে_মোট = পি₁ + পি₂ + পি₃ … চিহ্নের ডানদিকে P এর পরিমাণ মিশ্রণে গ্যাসের পরিমাণের সমান।
বিভিন্ন গ্যাসের সাথে কাজ করার সময় ডাল্টনের আইন সূত্র বাড়ানো যেতে পারে যেখানে প্রতিটি গ্যাসের আংশিক চাপ অজানা, কিন্তু যার আয়তন এবং তাপমাত্রা জানা যায়। একটি গ্যাসের আংশিক চাপ সেই চাপের সমান যা অনুমান করে যে সেই পরিমাণে গ্যাসই পাত্রে একমাত্র গ্যাস।
প্রতিটি আংশিক চাপের জন্য আদর্শ গ্যাস সূত্র ব্যবহার করা যেতে পারে। PV = nRT ব্যবহারের পরিবর্তে, বাম দিকে শুধুমাত্র P ব্যবহার করা যেতে পারে। তার জন্য, উভয় পক্ষকে V: PV/V = nRT/V দ্বারা বিভক্ত করা হয়। ডান দিকের দুটি Vs P = nRT/V রেখে একে অপরকে বাতিল করে।
আংশিক চাপের সূত্রে একটি নির্দিষ্ট গ্যাসকে প্রতিনিধিত্ব করে ডানদিকে প্রতিটি পি প্রতিস্থাপন করতে আমরা এটি ব্যবহার করতে পারি: পি_মোট = (nRT/V) ₁ + (এনআরটি/ভি) ₂ + (এনআরটি/ভি) ₃ …

3 এর অংশ 2: আংশিক চাপ গণনা, তারপর মোট চাপ

ধাপ 1. আপনি গণনা করছেন প্রতিটি গ্যাসের জন্য আংশিক চাপ সমীকরণ নির্ধারণ করুন।

এই গণনার জন্য অনুমান করা হয় যে একটি 2 লিটার ফ্লাস্ক 3 টি গ্যাস ধারণ করে: নাইট্রোজেন (এন₂), অক্সিজেন (O₂), এবং কার্বন ডাই অক্সাইড (CO₂)। প্রতিটি গ্যাসের ভর 10 গ্রাম এবং তাপমাত্রা 37 ডিগ্রি সেলসিয়াস। আমরা প্রতিটি গ্যাসের আংশিক চাপ এবং রাসায়নিক ফ্লাস্কে গ্যাসের মিশ্রণের মোট চাপ গণনা করব।

আংশিক চাপের সূত্র হল পি_মোট = পি_{নাইট্রোজেন} + পি_{অক্সিজেন} + পি_{কার্বন - ডাই - অক্সাইড}.
যেহেতু আমরা একটি পরিচিত ভলিউম এবং তাপমাত্রা সহ প্রতিটি গ্যাসের জন্য চাপ খুঁজছি, তাই প্রতিটি গ্যাসের মোলের সংখ্যা তার ভরের উপর ভিত্তি করে গণনা করা যেতে পারে। সূত্র পরিবর্তন করা যেতে পারে: পি_মোট = (nRT/V) _{নাইট্রোজেন} + (এনআরটি/ভি) _{অক্সিজেন} + (এনআরটি/ভি) _{কার্বন - ডাই - অক্সাইড}

ধাপ 2. তাপমাত্রা ডিগ্রী কেলভিনে রূপান্তর করুন।

সেলসিয়াসের তাপমাত্রা 37 ডিগ্রি, তাই 310 ডিগ্রি কে পেতে 273 থেকে 37 যোগ করুন।

ধাপ 3. নমুনায় উপস্থিত প্রতিটি গ্যাসের মোলের সংখ্যা খুঁজুন।

একটি গ্যাসের মোলের সংখ্যা হল গ্যাসের ভর যা তার মোলার ভর দ্বারা বিভক্ত, যা মিশ্রণের প্রতিটি পরমাণুর পারমাণবিক ভরের সমষ্টি।

নাইট্রোজেন গ্যাসের জন্য (এন₂), প্রতিটি পরমাণুর পারমাণবিক ভর ১ 14। পরবর্তীতে গ্রামে ভর, 10 গ্রাম, মোলের সংখ্যা পেতে 28 দ্বারা ভাগ করা হয়, তাই ফলাফলটি নাইট্রোজেনের প্রায় 0.4 মোল।
পরবর্তী গ্যাসের জন্য, অক্সিজেন (O₂), প্রতিটি পরমাণুর পারমাণবিক ভর ১ 16।
পরবর্তী কার্বন ডাই অক্সাইড (CO₂), যার 3 টি পরমাণু আছে, যথা 12 একটি পারমাণবিক ভর সহ একটি কার্বন পরমাণু এবং 16 টি পারমাণবিক ভর সহ দুটি অক্সিজেন পরমাণু। এই তিনটি পারমাণবিক ভরকে মোলার ভর পেতে যোগ করা হয়: 12 + 16 + 16 = 44 পরবর্তী 10 গ্রাম 44 দ্বারা বিভক্ত তাই ফলাফল হল 0.2 মোল কার্বন ডাই অক্সাইড।

ধাপ 4. মোলের মান, আয়তন এবং তাপমাত্রা লিখুন।

সংখ্যাগুলি সূত্রের মধ্যে প্রবেশ করা হয়েছিল: পি_মোট = (0, 4 * আর * 310/2) _{নাইট্রোজেন} + (0, 3 * আর * 310/2) _{অক্সিজেন} + (0, 2 * আর * 310/2) _{কার্বন - ডাই - অক্সাইড}.

সরলতার জন্য, ইউনিট লেখা হয় না। এই ইউনিটগুলিকে গাণিতিক গণনায় মুছে ফেলা হবে, শুধুমাত্র চাপের ইউনিট রেখে।

ধাপ 5. ধ্রুব R এর মান লিখুন।

মোট এবং আংশিক চাপ বায়ুমণ্ডলীয় ইউনিটে প্রকাশ করা হবে, তাই ব্যবহৃত R মান 0.0821 L atm/K mol। এই মানটি তখন সমীকরণে প্রবেশ করা হয় যাতে সূত্র P হয়_মোট =(0, 4 * 0, 0821 * 310/2) _{নাইট্রোজেন} + (0, 3 *0, 0821 * 310/2) _{অক্সিজেন} + (0, 2 * 0, 0821 * 310/2) _{কার্বন - ডাই - অক্সাইড}.

পদক্ষেপ 6. প্রতিটি গ্যাসের আংশিক চাপ গণনা করুন।

এখন যেহেতু সমস্ত প্রয়োজনীয় মান পাওয়া যায়, এখন গণিত করার সময়।

নাইট্রোজেনের আংশিক চাপের জন্য, 0.4 মোল 0.0821 এর একটি ধ্রুবক এবং 310 ডিগ্রি K এর তাপমাত্রা দ্বারা গুণিত হয়, তারপর 2 লিটার দ্বারা বিভক্ত: 0.4 * 0.0821 * 310/2 = 5.09 এটিএম, প্রায়।
অক্সিজেনের আংশিক চাপের জন্য, 0.3 মোল 0.0821 এর একটি ধ্রুবক এবং 310 ডিগ্রি K এর তাপমাত্রা দ্বারা গুণিত হয়, তারপর 2 লিটার দ্বারা বিভক্ত: 0.3 * 0.0821 * 310/2 = 3.82 এটিএম, প্রায়।
কার্বন ডাই অক্সাইডের আংশিক চাপের জন্য, 0.2 মোল 0.0821 এর একটি ধ্রুবক এবং 310 ডিগ্রি K এর তাপমাত্রা দ্বারা গুণিত হয়, তারপর 2 লিটার দ্বারা বিভক্ত: 0.2 * 0.0821 * 310/2 = 2.54 এটিএম, প্রায়।
মোট চাপ পেতে তিনটি আংশিক চাপ একসাথে যোগ করা হয়: পি_মোট = 5, 09 + 3, 82 + 2, 54, বা 11.45 atm, কমবেশি।

3 এর অংশ 3: মোট চাপ গণনা, তারপর আংশিক

ধাপ 1. আগের মতো আংশিক চাপ সূত্র নির্ধারণ করুন।

আবার, ধরে নিন 2 লিটারের ফ্লাস্কে 3 টি ভিন্ন গ্যাস রয়েছে: নাইট্রোজেন (N₂), অক্সিজেন (O₂), এবং কার্বন ডাই অক্সাইড (CO₂)। প্রতিটি গ্যাসের ভর 10 গ্রাম এবং প্রত্যেকের তাপমাত্রা 37 ডিগ্রি সে।

কেলভিনের তাপমাত্রা এখনও একই 310 ডিগ্রী এবং মোলের সংখ্যা প্রায় 0.4 মোল নাইট্রোজেন, 0.3 মোল অক্সিজেন এবং 0.2 মোল কার্বন ডাই অক্সাইড।
ব্যবহৃত চাপের একক হল বায়ুমণ্ডল, তাই ধ্রুবক R এর মান 0.0821 L atm/K mol।
সুতরাং আংশিক চাপ সমীকরণ এখনও এই বিন্দুতে একই: পি_মোট =(0, 4 * 0, 0821 * 310/2) _{নাইট্রোজেন} + (0, 3 *0, 0821 * 310/2) _{অক্সিজেন} + (0, 2 * 0, 0821 * 310/2) _{কার্বন - ডাই - অক্সাইড}.

ধাপ 2. গ্যাস মিশ্রণের মোট মোলের সংখ্যা পেতে নমুনায় প্রতিটি গ্যাসের মোলের সংখ্যা যোগ করুন।

যেহেতু প্রতিটি গ্যাস নমুনার জন্য আয়তন এবং তাপমাত্রা একই, এবং প্রতিটি মোলার মান একই ধ্রুবক দ্বারা গুণিত হয়, আমরা গণিতের বন্টনমূলক সম্পত্তি ব্যবহার করে সমীকরণটি পুনরায় লিখতে পারি:_মোট = (0, 4 + 0, 3 + 0, 2) * 0, 0821 * 310/2.

যোগ করুন: 0.4 + 0.3 + 0.2 = 0.9 গ্যাস মিশ্রণের মোল। সমীকরণটি সহজ হবে, যথা P_মোট = 0, 9 * 0, 0821 * 310/2.

ধাপ 3. গ্যাস মিশ্রণের মোট চাপ গণনা করুন।

গুণ করুন: 0.9 * 0.0821 * 310/2 = 11.45 মোল, কমবেশি।

ধাপ 4. মিশ্রণটি তৈরি করে এমন প্রতিটি গ্যাসের অনুপাত গণনা করুন।

মিশ্রণে প্রতিটি গ্যাসের অনুপাত গণনা করতে, প্রতিটি গ্যাসের মোলের সংখ্যাকে মোট মোলের সংখ্যা দিয়ে ভাগ করুন।

0.4 মোল নাইট্রোজেন আছে, তাই 0.4/0.9 = 0.44 (44 শতাংশ) নমুনা, কমবেশি।
নাইট্রোজেনের 0.3 মোল রয়েছে, তাই নমুনার 0.3/0.9 = 0.33 (33 শতাংশ), কমবেশি।
কার্বন ডাই অক্সাইডের 0.2 মোল আছে, তাই নমুনার 0.2/0.9 = 0.22 (22 শতাংশ), কমবেশি।
যদিও উপরে আনুমানিক শতাংশ গণনা 0.99 রিটার্ন করে, প্রকৃত দশমিক মান নিজেই পুনরাবৃত্তি করে। এর মানে হল যে দশমিক বিন্দুর পরে সংখ্যাটি 9 যা নিজেকে পুনরাবৃত্তি করে। সংজ্ঞা অনুসারে এই মান 1, বা 100 শতাংশের সমান।