Parsiële druk

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek

Raoult se wet maak die aanname dat 'n komponent se bydrae tot die totale dampdruk van die mengsel eweredig is aan die persentasie van daardie komponent in die vloeistofmengsel en die suiwerdampdruk van daardie komponent. Of meer direk gestel: die parsiële druk is gelyk aan die molfraksie vermenigvuldig met die dampdruk van die komponent in suiwer vorm. Die model geld slegs as daar geen interaksie tussen die komponente is wat kan veroorsaak dat een komponent 'n ander se dampdruk beïnvloed of die vlugtigheid van 'n komponent afhang van sy persentasie in 'n mengsel.

Vir 'n mengsel van verskillende gasse geld:

P_{totaal} = \sum_i p_i            (Die totale druk van die gasmengsel is die som van die parsiële drukke van die komponente)
y_i = \frac{p_i}{P}            (Die molfraksie van 'n komponent in 'n gasmengsel is gelyk aan die komponent se parsiële druk gedeel deur die totale druk.)
P_{totaal}^d = \sum_i p_i^dy_i            (Raoult se wet: die mangsel se dampdruk is die som van die produk van elke komponent se molfraksie en dampdruk.)

Waar:

  • P_{totaal} = Totale druk van die gasmengsel
  • P_{totaal}^d = Totale dampdruk van die gasmengsel
  • p_i = Parsiële druk van komponent i
  • p_i^d = Dampdruk van komponent i
  • y_i = Molfraksie van komponent i in die gasmengsel

Voorbeeld[wysig]

Gestel jy het die volgende mengsel van stowwe:

Temperatuur °C 200
Druk kPa(a) 2000
Komponente - H2 CO CO2 CH4 H2O
Molhoeveelheid kmol 40 20 28 12 400
Dampdruk by mengsel temperatuur kPa * * * * 1555

Nota *: Die dampdruk is baie hoër as die mengsel se druk by die mengseltemperatuur.


Uit watter fases bestaan hierdie mengsel (damp alleen, vloeistof alleen of 'n mengsel van damp en vloeistof)?

Indien die mengsel 'n gasfase het, wat is die samestelling van die gasfase?

Antwoord:

Omdat die komponente H2, CO, CO2 en CH4 se dampdrukke baie hoër is as die mengsel se druk, sal hierdie komponente in die gasfase wees.

Omdat water se dampdruk laer is as die mengsel se druk, sal daar vloeistof wees.

Dus sal die mengsel uit beide damp en vloeistof bestaan.

Omdat die mengsel uit damp en vloeistof bestaan, beteken dit dat die mengsel by sy dampdruk is. Dus is die molfraksie van water in die gasfase:

y_{H_2O} = \frac{p_{H_2O}}{P_{totaal}^d} =  \frac{p_{H_2O}}{P_{totaal}} = \frac{1555}{2000} = 0.7775

Die ander komponente is almal in die dampfase, dus is die fraksie van die res 1 - 0.7775 = 0.2225

Dus is die samestelling van die gasfase die volgende:

  • H2 = 0.2225 × 40/100 = 0.089
  • CO = 0.2225 × 20/100 = 0.0445
  • CO2 = 0.2225 × 28/100 = 0.0623
  • CH4 = 0.2225 × 12/100 = 0.0267
  • H2O = 0.7775

Dus is die totale hoeveelheid mol damp = 100/0.2225 = 449.4 kmol

Dus is die hoeveelheid mol water in die dampfase = 100/0.2225 × 0.7775 = 349.4

Die hoeveelheid vloeistof is dus 400-349.4 = 50.6 kmol, en bestaan net uit water.