Суммарное давление газов. Парциальные давления дыхательных газов

В обычных условиях человек дышит обычным воздухом, имеющим относительно постоянный состав (табл. 1). В выдыхаемом воздухе всегда меньше кислорода и больше углекислого газа. Меньше всего кислорода и больше всего углекислого газа в альвеолярном воздухе. Различие в составе альвеолярного и выдыхаемого воздуха объясняется тем, что последний является смесью воздуха мертвого пространства и альвеолярного воздуха.

Альвеолярный воздух является внутренней газовой средой организма. От его состава зависит газовый состав артериальной крови. Регуляторные механизмы поддерживают постоянство состава альвеолярного воздуха. Состав альвеолярного воздуха при спокойном дыхании мало зависит от фаз вдоха и выдоха. Например, содержание углекислого газа в конце вдоха всего на 0,2-0,3% меньше, чем в конце выдоха, так как при каждом вдохе обновляется лишь 1/7 часть альвеолярного воздуха. Кроме того, протекает непрерывно, при вдохе и при выдохе, что способствует выравниванию состава альвеолярного воздуха. При глубоком дыхании зависимость состава альвеолярного воздуха от вдоха и выдоха увеличивается.

Таблица 1. Состав воздуха (в %)

Газообмен в легких осуществляется в результате диффузии кислорода из альвеолярного воздуха в кровь (около 500 л в сутки) и углекислого газа из крови в альвеолярный воздух (около 430 л в сутки). Диффузия происходит вследствие разности парциального давления этих газов в альвеолярном воздухе и их напряжений в крови.

Парциальное давление газа: понятие и формула

Парциальное давленые газа в газовой смеси пропорционально процентному содержанию газа и общему давлению смеси:

Для воздуха: Р атмосферное = 760 мм рт. ст.; С кислорода = 20,95%.

Оно зависит от природы газа. Всю газовую смесь атмосферного воздуха принимают за 100%, она обладает давлением 760 мм рт. ст., а часть газа (кислорода — 20,95%) принимают за х. Отсюда парциальное давление кислорода в смеси воздуха равно 159 мм рт. ст. При расчете парциального давления газов в альвеолярном воздухе необходимо учитывать, что он насыщен водяными парами, давление которых составляет 47 мм рт. ст. Следовательно, на долю газовой смеси, входящей в состав альвеолярного воздуха, приходится давление не 760 мм рт. ст., а 760 — 47 = 713 мм рт. ст. Это давление принимается за 100%. Отсюда легко вычислить, что парциальное давление кислорода, который содержится в альвеолярном воздухе в количестве 14,3%, будет равно 102 мм рт. ст.; соответственно, расчет парциального давления углекислого газа показывает, что оно равно 40 мм рт. ст.

Парциальное давление кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе является той силой, с которой молекулы этих газов стремятся проникнуть через альвеолярную мембрану в кровь.

Диффузия газов через барьер подчиняется закону Фика; так как толщина мембраны и площадь диффузии одинакова, диффузия зависит от диффузионного коэффициента и градиента давления:

Q газа — объем газа, проходящего через ткань в единицу времени; S - площадь ткани; DK-диффузионный коэффициент газа; (Р 1 , — Р 2) - градиент парциального давления газа; Т — толщина барьера ткани.

Если учесть, что в альвеолярной крови, притекающей к легким, парциальное напряжение кислорода составляет 40 мм рт. ст., а углекислого газа — 46-48 мм рт. ст., то градиент давления, определяющий диффузию газов в легких, будет составлять: для кислорода 102 — 40 = 62 мм рт. ст.; для углекислого газа 40 — 46(48) = минус 6 — минус 8 мм рт. ст. Поскольку диффузный коэффициент углекислого газа в 25 раз больше, чем у кислорода, то углекислый газ более активно уходит из капилляров в альвеолы, чем кислород в обратном направлении.

В крови газы находятся в растворенном (свободном) и химически связанном состоянии. В диффузии участвуют только молекулы растворенного газа. Количество газа, растворяющегося в жидкости, зависит:

• от состава жидкости;
• объема и давления газа в жидкости;
• температуры жидкости;
• природы исследуемого газа.

Чем выше давление данного газа и температура, тем больше газа растворяется в жидкости. При давлении 760 мм рт. ст. и температуре 38 °С в 1 мл крови растворяется 2,2% кислорода и 5,1 % углекислого газа.

Растворение газа в жидкости продолжается до наступления динамического равновесия между количеством растворяющихся и выходящих в газовую среду молекул газа. Сила, с которой молекулы растворенного газа стремятся выйти в газовую среду, называется напряжением газа в жидкости. Таким образом, в состоянии равновесия напряжение газа равно парциальному давлению газа в жидкости.

Если парциальное давление газа выше его напряжения, то газ будет растворяться. Если парциальное давление газа ниже его напряжения, то газ будет из раствора выходить в газовую среду.

Парциальное давление и напряжение кислорода и углекислого газа в легких приведены в табл. 2.

Таблица 2. Парциальное давление и напряжение кислорода и углекислого газа в легких (в мм рт. ст.)

Диффузия кислорода обеспечивается разностью парциальных давлений в альвеолах и крови, которая равна 62 мм рт. ст., а для углекислого газа — это всего лишь около 6 мм рт. ст. Времени протекания крови через капилляры малого круга (в среднем 0,7 с) достаточно для практически полного выравнивания парциального давления и напряжения газов: кислород растворяется в крови, а углекислый газ переходит в альвеолярный воздух. Переход углекислого газа в альвеолярный воздух при относительно небольшой разнице давлений объясняется высокой диффузионной способностью легких для этого газа.

В химии «парциальным давлением» назвают давление, которое оказывает отдельно взятый компонент из газовой смеси внешней среды, например, на колбу, баллон или границу атмосферы. Вы можете подсчитать давление каждого газа, если знаете его количество, какой объем он занимает и какова его температура. Затем вы можете сложить парциальные давления и найти общее парциальное давление смеси газов, или найдите вначале общее давление, а затем - парциальное.

Шаги

Часть 1

Примите каждый газ как «идеальный». В химии «идеальный газ» - тот, который взаимодействует с другими веществами, не вступая с ними в соединение. Отдельные молекулы могут сталкиваться друг с другом и отталкиваться, как шары для бильярда, не деформируясь при этом.

Определите количество газов. У газов есть и масса, и объем. Объем обычно измеряют в литрах (л), но есть два варианта подсчета массы.

Понимание закона Дальтона о парциальном давлении. Закон, открытый химиком и физиком Джоном Дальтоном, который первым предположил, что химические элементы состоят из отдельных атомов, гласит: общее давление смеси газов равняется сумме давлений каждого газа в смеси.

Часть 2

Подсчет парциального, затем общего давления

1. Определите уравнение парциального давления для газов, с которыми вы работаете. Для вычислительных целей возьмем пример: в колбе объемом 2 литра содержится 2 газа, нитроген (N 2), оксиген (O 2) и карбон диоксид, углекислый газ (CO 2). Каждого газа - по 10 г, температура каждого газа в колбе равна 37 градусам Цельсия (98.6 по Фаренгейту). Нужно найти парциальное давление каждого газа и общее давление смеси газов на емкость.

   • Наше уравнение парциального давления будет выглять следующим образом: P total = P нитроген + P оксиген + P карбон диоксид.
   • Поскольку мы пытаемся найти давление, которое оказывает каждый из газов, знаем объем и температуру и можем найти количество молей каждого газа, основываясь на массе вещества, мы можем переписать уравнение в следующей форме: P общее =(nRT/V) нитроген + (nRT/V) оксиген + (nRT/V) карбон диоксид

2. Переведите температуру в градусы Кельвина. Температура по Цельсию равна 37 градусам, потому мы добавим 273 к 37 и получим 310 градусов K.

   Найдите количество молей каждого газа в образце. Число молей газа равно массе газа, деленной на его молярную массу, которая, как уже говорилось, равна сумме весов всех атомов в составе.

   • Для нашего первого газа, нитрогена (N 2), каждый атом обладает атомарной массой 14. Поскольку нитроген содержит два атома (состоит из двухатомных молекул), мы должны умножить 14 на 2, чтобы найти молярную массу нитрогена, она равна 28. Затем мы делим массу в граммах, 10 г, на 28, чтобы получить количество молей, которое приблизительно равно 0.4 моль.
   • У второго газа, оксигена (O 2), масса каждого атома равна 16. Оксиген также двухатомный газ, потому мы умножаем 16 на 2 и получаем молярную массу, равную 32. Разделив 10 г на 32, мы получим примерно 0.3 моль оксигена в составе образца смеси газов.
   • Третий газ, карбон диоксид (CO 2), состоит из 3 атомов: одного атома карбона с атомарной массой 12 и двух атомов оксигена, каждый с атомарной массой 16. Мы складываем все три веса: 12 + 16 + 16 = 44 составляет молярную массу. Разделив 10 г на 44, мы получим примерно 0.2 моля карбон диоксида.

3. Подставьте значения для молей, объема и температуры. Наше уравнение будет выглядеть так: P общее =(0.4 * R * 310/2) нитроген + (0.3 *R * 310/2) оксиген + (0.2 * R *310/2) карбон диоксид.

   • Для простоты мы оставили текущие значения единиц измерения. Эти единицы уйдут после математических вычислений, и останутся только те, которые участвуют в определении давления.

4. Подставьте значение константы R. Мы будет указывать парциальное и общее давление в атмосферах, потому используем значение R, равное 0.0821 л атм/K моль. Подстановка этого значения в уравнение дает нам P общее =(0.4 * 0.0821 * 310/2) нитроген + (0.3 *0.0821 * 310/2) оксиген + (0.2 * 0.0821 * 310/2) карбон диоксид.

5. Подсчитайте парциальное давление каждого газа. Сейчас все значения на месте, пора перейти к математическим вычислениям.

   • Чтобы найти парциальное давление нитрогена, умножим 0.4 моль на нашу константу 0.0821 и температуру 310 градусов K, затем разделим на 2 литра: 0.4 * 0.0821 * 310/2 = 5.09 атм, приблизительно.
   • Для получения парциального давления оксигена умножим 0.3 моль на константу 0.0821 и температуру 310 градусов K, затем разделим на 2 литра: 0.3 *0.0821 * 310/2 = 3.82 атм, приблизительно.
   • Чтобы найти парциальное давление карбон диоксида, умножаем 0.2 моль на константу 0.0821 и температуру 310 градусов K, затем делим на 2 литра: 0.2 * 0.0821 * 310/2 = 2.54 атм, приблизительно.
   • Теперь мы сложим полученные значения давлений и найдет общее давление: P общее = 5.09 + 3.82 + 2.54, или 11.45 атм, приблизительно.

Часть 3

Вычисление общего, затем парциального давления

1. Определите парциальное давление, как и раньше. Вновь, возьмем в пример колбу на 2 литра с тремя газами: нитрогеном (N 2), оксигеном (O 2) и карбон диоксидом (CO 2). У нас по 10 г каждого газа, температура каждого газа в колбе равна 37 градусам C (98.6 градусам F).

   • Температура по Кельвину будет такой же, 310 градусов, как и раньше, у нас будет примерно 0.4 моль нитрогена, 0.3 моль оксигена и 0.2 моль карбон диоксида.
   • Мы так же будем указывать давление в атмосферах, потому будем использовать значение 0.0821 л атм/K моль для константы R.
   • Таким образом, наше уравнение парциального давления на текущий момент выглядит так же, как раньше: P общее =(0.4 * 0.0821 * 310/2) нитроген + (0.3 *0.0821 * 310/2) оксиген + (0.2 * 0.0821 * 310/2) карбон диоксид.

Парциа́льное давление (лат. partialis - частичный, от лат. pars - часть) - давление, которое имел бы газ, входящий в состав газовой смеси, если бы он один занимал объём, равный объёму смеси при той же температуре. При этом пользуются также законом парциальных давлений: общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений отдельных газов, составляющих данную смесь, то естьРобщ = Р1 + Р2 + .. + Рп

Из формулировки закона следует, что парциальное давление представляет собой частичное давление, создаваемое отдельным газом. И действительно, парциальное давление - это такое давление, которое бы создавал данный газ, если бы он один занимал весь объем.

12.Дайте определение понятиям: система, фаза, среда, макро- и микросостояние.

Системой называется совокупность находящихся во взаимодей­ствии веществ, обособленная от окружающей среды. Различают гомогенные и гетерогенные системы.

Систему называют термодинамической , если между телами, ее составляющими, может происходить обмен теплотой, вещест­вом и если система полностью описывается термодинамически­ми понятиями.

В зависимости от характера взаимодействия с окружающей средой различают системы открытые, закрытые и изолиро­ ванные .

Каждое состояние системы характеризуется определенным набором значений термодинамических параметров (параметров состояния, функций состояния).

13.Назовите основные термодинамические величины, характеризующие состояние системы. Рассмотрите смысл понятий "внутренняя энергия системы и энтальпия".

Осн параметрами состояния системы явл такие пара­метры, кот можно непосредственно измерить (температура, давление, плотность, масса и т. д.).

Параметры состояния, которые не поддаются непосредст­венному измерению и зависят от основных параметров, называ­ются функциями состояния (внутренняя энергия, энтропия, эн­тальпия, термодинамические потенциалы).

В ходе химической реакции (переходе системы из одного состояния в другое) изменяется внутренняя энергия системы U:

U = U 2 -U 1 , где U 2 и U 1 - внутренняя энергия системы в конечном и на­чальном состояниях.

Значение U положительно (U> 0), если внутренняя энер­гия системы возрастает.

Энтальпия системы и ее изменение .

Работу А можно разделить на работу расширения A = pV (p = const)

и другие виды работ А" (полезная работа), кроме работы расши­рения: A = A" + pV,

где р - внешнее давление; V- изменение объема (V= V 2 - V\); V 2 - объем продуктов реакции; V 1 - объем исходных веществ.

Соответственно уравнение (2.2) при постоянном давлении запишется в виде: Q p = U + A" + pV.

Если на систему не действуют никакие другие силы, кроме постоянного давления, т. е. при протекании хим про­цесса единственным видом работы является работа расширения, тоА" = 0.

В этом случае уравнение (2.2) запишется так: Q p = U + pV.

Подставив U= U 2 – U 1 , получим: Q P =U 2 -U 1+ pV 2 + pV 1 =(U 2 +pV 2)-(U 1 + pV 1). Характеристическая функцияU + pV = Hназывается энтальпией системы . Это одна из термодинамических функций, характеризующих систему, находящуюся при постоян­ном давлении. Подставив уравнение (2.8) в (2.7), получим: Q p = H 2 -H 1 = r H.

Парциальное давление газа в смеси газов определяется как указано выше. Парциальное давление газа, растворённого в жидкости, является парциальным давлением того газа, который образовался бы в фазе газообразования в состоянии равновесия с жидкостью при той же температуре. Парциальное давление газа измеряется как термодинамическая активность молекул газа. Газы всегда будут вытекать из области с высоким парциальным давлением в область с более низким давлением; и чем больше разница, тем быстрее будет поток. Газы растворяются, диффундируют и реагируют соответственно их парциальному давлению и не обязательно зависимы от концентрации в газовой смеси.

Законы Дальтона парциального давления

$P$ = общему давлению в газовой смеси

$P\_\{\{\backslash mathrm\{N\}\}\_2\}$ = парциальному давлению азота (N 2)

$P\_\{\{\backslash mathrm\{H\}\}\_2\}$ = парциальному давлению водорода (H 2)

$P\_\{\{\backslash mathrm\{NH\}\}\_3\}$ = парциальному давлению аммиака (NH 3)

Смеси идеальных газов

См. также

• Газ , Идеальный газ и Уравнение состояния идеального газа

Напишите отзыв о статье "Парциальное давление"

Примечания

Отрывок, характеризующий Парциальное давление

Так называемая партизанская война началась со вступления неприятеля в Смоленск.
Прежде чем партизанская война была официально принята нашим правительством, уже тысячи людей неприятельской армии – отсталые мародеры, фуражиры – были истреблены казаками и мужиками, побивавшими этих людей так же бессознательно, как бессознательно собаки загрызают забеглую бешеную собаку. Денис Давыдов своим русским чутьем первый понял значение той страшной дубины, которая, не спрашивая правил военного искусства, уничтожала французов, и ему принадлежит слава первого шага для узаконения этого приема войны.
24 го августа был учрежден первый партизанский отряд Давыдова, и вслед за его отрядом стали учреждаться другие. Чем дальше подвигалась кампания, тем более увеличивалось число этих отрядов.
Партизаны уничтожали Великую армию по частям. Они подбирали те отпадавшие листья, которые сами собою сыпались с иссохшего дерева – французского войска, и иногда трясли это дерево. В октябре, в то время как французы бежали к Смоленску, этих партий различных величин и характеров были сотни. Были партии, перенимавшие все приемы армии, с пехотой, артиллерией, штабами, с удобствами жизни; были одни казачьи, кавалерийские; были мелкие, сборные, пешие и конные, были мужицкие и помещичьи, никому не известные. Был дьячок начальником партии, взявший в месяц несколько сот пленных. Была старостиха Василиса, побившая сотни французов.
Последние числа октября было время самого разгара партизанской войны. Тот первый период этой войны, во время которого партизаны, сами удивляясь своей дерзости, боялись всякую минуту быть пойманными и окруженными французами и, не расседлывая и почти не слезая с лошадей, прятались по лесам, ожидая всякую минуту погони, – уже прошел. Теперь уже война эта определилась, всем стало ясно, что можно было предпринять с французами и чего нельзя было предпринимать. Теперь уже только те начальники отрядов, которые с штабами, по правилам ходили вдали от французов, считали еще многое невозможным. Мелкие же партизаны, давно уже начавшие свое дело и близко высматривавшие французов, считали возможным то, о чем не смели и думать начальники больших отрядов. Казаки же и мужики, лазившие между французами, считали, что теперь уже все было возможно.

Парциальным давлением ( p o ) газа в смеси называется давление, которое производил бы этот газ, занимая при тех же физических условиях объем всей газовой смеси.

Согласно закону: общее давление смеси газов, не вступающих друг с другом в химическое взаимодействие, равно сумме парциальных давлений газов, составляющих смесь.

Задачи

1. (Р.77) При н.у. масса 0,5×10 -3 м 3 газа равна 1,806*10× -3 кг. Определите плотность газа по диоксиду углерода СО 2 и метану СН 4 , а также молекулярную массу газа.

Ответ : 1,84, 5,05, 80,9 × 10 -9 кг.

2. (Р.83) Объем резиновой камеры автомобильной шины равен 0,025 м 3 , давление в ней 5,0665 × 10 5 Па. Определите массу воздуха, находящегося в камере, при 20°С.

Ответ : 0,15 кг.

3. (Р.86) Определите массу паров толуола в помещении объемом 30 м 3 при 25°С. Давление паров толуола при этой температуре равно 2972 Па.

Ответ : 3,31 кг.

4. (Р.88) Определите массу 10 -3 м 3 газовой смеси, содержащей (по объему) 50 % водорода и 50 % диоксида углерода (н.у.).

Ответ : 1,02 × 10 -3 кг.

5. (Р.89) Газ (н.у.) занимает объем 1 м 3 . При какой температуре объем газа утроится, если давление газа не меняется?

Ответ : 819 К.

6. (Р.92) Какую массу СаСО 3 надо взять, чтобы получить при его прокаливании диоксид углерода, занимающий объем 25 × 10 -6 м 3 при 15°С и давлении 104000 Па?

Ответ : 0,109 × 10 -3 кг.

7. (Р.94) Из 5 × 10 -3 кг хлората калия КСlО 3 было получено 0,7 × 10 -3 м 3 кислорода, измеренного при 20°С и давлении 111900 Па. Определите массовую долю примесей в хлорате калия.

Ответ : 48 %.

8. (С.1) Будет ли одинаковым количество молекул в равных объемах водорода и кислорода: а) при нормальных условиях; б) при температуре 25°С и давлении 1 атм; в) если условия, при которых измерены объемы водорода и кислорода, различны?

9. (С.9) При какой температуре 1 л хлора будет весить 1 г, если давление равно 1 атм?

Ответ : 863 К.

10. (С.15) Сосуд емкостью 112 л, заполненный воздухом под давлением 1 атм, весит 2,5 кг. Каков будет вес этого сосуда, если его наполнить хлором под давлением 5 атм?

Отве т: 4,13 кг.

11. (С.32) Литр одного газа, взятого при нормальных условиях, весит 1,43 г, второго – 0,09 г. Найдите число молекул во взятых объемах газа. Исключите лишние данные из задачи. Проведите расчет.

Ответ : 2,69 × 10 22 .

12. (С.35) Сколько молекул азота и кислорода будет находиться при нормальных условиях в 896 мл газовой смеси, состоящей по объему 50 % азота и 50 % кислорода? Исключите лишние данные из задачи. Проведите расчет.

Ответ : 2,41 × 10 22 .

13. (С.60) Определите плотность смеси окиси и двуокиси углерода по водороду, если известно, что окись углерода составляет 20 % по объему. Найдите массу 1 л такой смеси при температуре 27°С и давлении 1 атм.

Ответ : 20,4, 1,66 г.

14. (С.68) Объем смеси окиси углерода с кислородом равен 200 мл. После сгорания всей окиси углерода за счет находившегося в смеси кислорода и приведения объемов газов к первоначальным условиям было получено 150 мл новой смеси газов. Определите в процентах объемный состав исходной смеси.

Ответ : 50 %.

15. (С.76) Смесь водорода с азотом, объем которой измерен при определенных условиях, сожгли в избытке кислорода. После окончания реакции и приведения газов к первоначальным условиям (вода сконденсировалась) уменьшение объема газов оказалось равным объему исходной смеси водорода с азотом. Определите объемной соотношение газов в смеси.

Ответ : 2: 1.

16. (С.92) В замкнутом сосуде имеется 100 молей азота и водорода в отношении 1:3. Давление смеси 300 атм. Определите состав и давление смеси после того, как 10 % азота вступили в реакцию и газы приведены к первоначальной температуре.

Ответ : 285 атм.

17. (С.100) В замкнутом сосуде при температуре 0°С находилось 3 л кислорода и 4 л водорода. Как изменится давление в сосуде, если одно из веществ прореагирует полностью, после чего будет восстановлена первоначальная температура?

Ответ : в 7 раз.

18. (П.122) Какой из благородных газов находится в смеси с аммиаком, если известно, что при нормальном давлении и 80°С ее плотность равна 0,5165 г/л?

Ответ : Не.

19. (П.130) В смеси аммиака и азота число атомов в 3,4 раза больше числа молекул. Выясните относительную плотность этой газовой смеси по воздуху.

Ответ : 0,700.

20. (Г.21) Даны 480 л газа при 17°С и 104 кПа. Приведите объем газа к нормальным условиям: 0°С и 101,3 кПа.

Ответ : 464 л.

21. (Г.25) Даны 8 л газа при –23°С. При какой температуре объем газа станет равным 10 л, если давление останется неизменным?

Ответ : 39,5°С.

22. (Г.27) В закрытом баллоне находится газ при температуре –3°С под некоторым давлением. До какой температуры должен быть нагрет газ, чтобы давление внутри баллона выросло на 20 %?

Ответ : 51°С.

23. (Г.41) Баллон вместимостью 10 л содержит при 27°С моль кислорода. Вычислите давление кислорода в баллоне.

Ответ : 249 кПа.

24. (Г.42) В закрытом баллоне вместимостью 40 л находится 77 г СО 2 . Манометр, присоединенный к баллону, показывает давление 106,6 кПа. Вычислите температуру газа.

Ответ : 20,2°С.

25. (Г.56) Из 3 г смеси СаСО 3 и MgCО 3 получено 760 мл СО 2 (при 20°С и 99,7 кПа). Вычислите количественное соотношение СаСО 3 и MgCО 3 .

Ответ : 4:1.

26. (Г.58) Соединение содержит 46,15 % углерода, остальное – азот. Плотность по воздуху равна 1,79. Найдите истинную формулу соединения.

Ответ : C 2 N 2 .

27. (Г.67) При сжигании некоторого соединения азота с водородом полечено из 0,24 г Н 2 О и 168 мл азота (при 0°С и 101,3 кПа). Плотность пара азотсодержащего вещества по воздуху 1,1. Какова истинная формула вещества?

Ответ : N 2 H 4 .

28. (Г.128) Сколько молекул содержится в 1 мл любого газа, измеренного при нормальных условиях (при 0°С и 101,3 кПа)?

Ответ : 2,7 × 10 19 .

29. (Г.136) Сколько лет потребуется для того, счтобы пересчитать число молекул, которое содержится в 1 г воды, если отсчитывать по одной молекуле в секунду? (Считать год равным 365 дням).

Ответ : 1,06 × 10 15 .

30. (Р.96) При 0°С в сосуде объемом 14 × 10 –3 м 3 содержится 0,8 × 10 –3 кг водорода и 6,30 × 10 –3 кг азота. Определите парциальное давление азота и общее давление смеси.

Ответ : 36479,43; 101331,75 Па.

31. (Р.97) В газометре над водой при 20°С и давлении 98500 Па находится 8 × 10 –3 м 3 кислорода. Давление водяного пара при 20°С равно 2335 Па. Какой объем (н.у.) займет кислород, находящийся в газометре?

Ответ : 7,07 × 10 –3 м 3 .

32. (Р.98) Газовая смесь состоит из 5 × 10 –3 м 3 азота, находящегося под давлением 95940 Па, и 3 × 10 –3 м 3 кислорода. Объем смеси 8 × 10 –3 м 3 . Общее давление газовой смеси 104200 Па. Под каким давлением взят кислород?

Ответ : 117967 Па.

33. (Р.99) 0,2 × 10 –3 м 3 водорода собраны над водой при 33°С и давлении 96000 Па. Определите объем сухого водорода (н.у.). упругость насыщенного водяного пара при 33°С равна 5210 Па.

Ответ : 1,59 × 10 –4 м 3 .

34. (Р.100) В газонаполненных лампах содержится смесь газов, имеющая объемный состав: 86 % Ar и 14 % N 2 . Рассчитайте парциальное давление каждого из газов, если общее давление равно 39990 Па.

Ответ : 34391,4; 5598,6 Па.

35. (Р.101) Водород объемом 3 × 10 –3 м 3 находится под давлением 100500 Па. Какой объем аргона под таким же давлением надо прибавить к водороду, чтобы при неизменном общем давлении парциальное давление аргона в смеси стало равным 83950 Па?

Ответ : 15,2 × 10 –3 м 3 .

36. (Р.102) Газовая смесь составлена из 5 × 10 –3 м 3 метана под давлением 96000Па, 2 × 10 –3 м 3 водорода под давлением 84000Па и 3 × 10 –3 м 3 диоксида углерода под давлением 109000Па. Объем смеси 8 × 10 –3 м 3 . Определите парциальные давления газов в смеси и общее давление смеси.

Ответ : 60000; 21000; 40875; 121875 Па.

37. (Р.104) Равновесная смесь CO + Cl 2 « COCl 2 , содержащая 0,7 кмоль СО, 0,2 кмоль Cl 2 и 0,5 кмоль COCl 2 , находится под давлением 10 5 Па. Найдите парциальные давления газов в смеси.

Ответ : 50000; 14300; 35700 Па.

38. (Р.105) В закрытом сосуде объемом 6 × 10 –3 м 3 находится при 10°С смесь, состоящая из 8,8 × 10 –3 кг диоксида углерода, 3,2 × 10 –3 кг кислорода и 1,2 × 10 –3 кг метана. Вычислите общее давление газовой смеси, парциальные давления газов и их объемные доли (%).

Ответ : 147061,00; 78432,51; 39216,25; 29412,19 Па; 53,33; 26,67; 20 %.

39. (Г.69) Смешаны 4 г СН 4 и 24 г О 2 . Выразите состав газовой смеси в процентах по объему.

Ответ : 25 и 75 %.

40. (Г.70) Смешаны при нормальных условиях 56 л СН 4 и 112 л О 2 . Выразите состав газовой смеси в процентах по массе.

Ответ : 20 и 80 %.

41. (Г.71) Вычислите парциальные давления кислорода азота и кислорода в воздухе, приняв давление воздуха 101,3 кПа (воздух содержит 21 % О 2 и 78 % N 2 по объему).

Ответ : 21,3; 79 кПа.

42. (Г.72) Вычислите процентное содержание кислорода и азота в воздухе по массе. Масса 1 л воздуха (0°С и 101,3 кПа) составляет 1,293 г.

Ответ : 23,2 и 75,5 %.

43. (Г.75) Вычислите массу 70 мл кислорода, собранного над водой при 7°С и 102,3 кПа. Давление пара воды при той же температуре равно 1 кПа.

Ответ : 97,5 мг.

44. (Г.76) Какой объем займут 0,12 г кислорода, если собрать газ над водой при 14°С и 102,4 кПа. Давление пара воды при той же температуре составляет 1,6 кПа.

Ответ : 88,7 мл.

45. (Г.81) Сколько молей кислорода и азота содержится в аудитории размером 6´8´5 м при 22°С и 100,0 кПа?

Ответ : 2055 и 7635 моль.

46. (Г.83) В камеру вместимостью 1 м 3 заключили 15 моль N 2 , 25 моль СО 2 и 10 моль О 2 . Вычислите: а) общее давление смеси газов при 27°С; б) процентный состав смеси по массе; в) процентный состав смеси по объему; г) парциальное давление каждого из газов при заданной температуре.

Ответ : 125 кПа; 22,8; 59,8; 17,4 %; 30; 50 и 20 %; 37,4; 62,3; 24,9 кПа.

47. (Г.85) В каком объеме воздуха (0°С и 101,3 кПа) содержится 1 мг аргона? Воздух содержит 0,93 % аргона по объему.