BATAS NI AMAGAT: PALIWANAG, HALIMBAWA, EHERSISYO - CHEMISTRY - 2024

Ang Amagat Batas nagsasaad na ang kabuuang lakas ng tunog ng isang timpla ng gases ay katumbas ng sum ng partial volume sa bawat gas na ay isasama, kung nag-iisa at ang presyon at temperatura ng pinaghalong.

Kilala rin ito bilang batas ng bahagyang o additive volume at ang pangalan nito ay dahil sa pisika ng Pranses at chemist na si Emile Hilaire Amagat (1841-1915), na bumalangkas nito sa kauna-unahang pagkakataon noong 1880. Ito ay magkakaugnay sa dami ng batas ng bahagyang mga panggigipit ng Dalton.

Ang hangin sa kalangitan at sa mga lobo ay maaaring tratuhin bilang isang mainam na halo ng gas, na kung saan ang batas ng Amagat ay maaaring mailapat. Pinagmulan: PxHere.

Ang parehong mga batas ay humahawak nang eksakto sa perpektong mga halong gas, ngunit ang mga ito ay tinatayang kapag inilalapat sa mga tunay na gas, kung saan ang mga puwersa sa pagitan ng mga molekula ay gumaganap ng isang kilalang papel. Sa kabilang banda, pagdating sa mga perpektong gas, ang mga akit na kaakit-akit na molekular ay bale-wala.

Pormula

Sa anyo ng matematika, ang batas ng Amagat ay tumatagal ng form:

V _T = V ₁ + V ₂ + V ₃ +…. = ∑ V _i (T _m , P _m )

Kung saan ang titik V ay kumakatawan sa lakas ng tunog, kung saan ang V _T ang kabuuang dami. Ang simbolo ng pagsumite ay nagsisilbing isang compact notation. Ang T _m at P _m ay ang temperatura at presyon ng pinaghalong, ayon sa pagkakabanggit.

Ang dami ng bawat gas ay V _i at tinawag na dami ng sangkap. Mahalagang tandaan na ang mga bahagyang dami na ito ay mga abstraction ng matematika at hindi tumutugma sa totoong dami.

Sa katunayan, kung iniwan natin ang isa sa mga gas sa halo sa lalagyan, agad itong mapalawak upang sakupin ang kabuuang dami. Gayunpaman, ang batas ng Amagat ay lubhang kapaki-pakinabang, sapagkat pinadali nito ang ilang mga pagkalkula sa mga mixtures ng gas, na nagbibigay ng magagandang resulta lalo na sa mataas na presyon.

Mga halimbawa

Ang mga mixtures ng gas ay masagana sa kalikasan, upang magsimula sa, ang mga nabubuhay na tao ay huminga ng halo ng nitrogen, oxygen at iba pang mga gas sa isang mas mababang proporsyon, kaya ito ay isang napaka-kagiliw-giliw na halo ng gas upang makilala.

Narito ang ilang mga halimbawa ng mga mixtures ng gas:

-Ang hangin sa kapaligiran ng Earth, na ang halo ay maaaring maging modelo sa iba't ibang paraan, alinman bilang isang mainam na gas o sa isa sa mga modelo para sa mga tunay na gas.

-Gas engine, na kung saan ay panloob na pagkasunog, ngunit sa halip na gumamit ng gasolina gumagamit sila ng isang natural na gas-air na pinaghalong.

-Ang pinaghalong carbon monoxide-dioxide na pinatalsik ng mga engine ng gasolina sa pamamagitan ng tambutso.

-Ang kumbinasyon ng hydrogen-methane na dumami sa mga planong gas higanteng.

Interstellar gas, isang halo na binubuo ng karamihan ng hydrogen at helium na pumupuno sa puwang sa pagitan ng mga bituin.

-Diverse mixtures ng mga gas sa isang pang-industriya na antas.

Siyempre, ang mga gaseous na mixtures na ito sa pangkalahatan ay hindi kumikilos bilang mainam na mga gas, dahil ang presyon at mga kondisyon ng temperatura ay malayo sa mga itinatag sa modelong iyon.

Ang mga sistemang astrophysical tulad ng Araw ay malayo sa perpekto, dahil ang mga pagkakaiba-iba ng temperatura at presyon ay lumilitaw sa mga layer ng bituin at mga katangian ng pagbabago ng bagay dahil ito ay nagbabago sa paglipas ng panahon.

Ang mga mixtures ng gas ay natutukoy sa eksperimento sa iba't ibang mga aparato, tulad ng Orsat analyzer. Para sa mga gas na maubos may mga espesyal na portable analyzer na gumagana sa mga sensor ng infrared.

Mayroon ding mga aparato na nakakakita ng mga pagtagas ng gas o idinisenyo upang makita ang ilang mga gas sa partikular, na ginagamit pangunahin sa mga pang-industriya na proseso.

Larawan 2. Ang luma-moderno na gas analyzer para sa pag-alis ng mga paglabas ng sasakyan, partikular ang mga paglabas ng carbon monoxide at hydrocarbon. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Tamang mga gas at dami ng sangkap

Ang mahahalagang ugnayan sa pagitan ng mga variable sa halo ay maaaring makuha sa pamamagitan ng paggamit ng batas ni Amagat. Simula mula sa perpektong equation ng gas ng estado:

Susunod, ang lakas ng tunog ng isang sangkap i ng pinaghalong ay nalulutas, na maaaring pagkatapos ay isulat tulad ng sumusunod:

Kung saan _{ako ay} kumakatawan sa bilang ng mga moles ng gas na naroroon sa halo, R ay ang palagiang gas, T _m ang temperatura ng pinaghalong at P _m ang presyon ng pinaghalong . Ang bilang ng moles ni ay:

Habang para sa kumpletong halo, n ay ibinigay ng:

Paghahati ng expression para sa o sa huli:

Paglutas para sa V _i :

Kaya:

Kung saan ang x _i ay tinawag na maliit na bahagi ng nunal at isang sukat na walang sukat.

Ang nunal bahagi ay katumbas ng dami ng fraction V _i / V at maaari itong ipinapakita na ito rin ay katumbas ng presyon ng bahagi P _i / P.

Para sa mga totoong gas, ang isa pang naaangkop na equation ng estado ay dapat gamitin o ang compressibility factor o compression factor Z ay dapat gamitin.

Pagsasanay

Ehersisyo 1

Ang sumusunod na halo ng gas ay inihanda para sa isang medikal na aplikasyon: 11 moles ng nitrogen, 8 moles ng oxygen at 1 mole ng carbon dioxide. Kalkulahin ang bahagyang dami at ang bahagyang mga presyon ng bawat gas na naroroon sa pinaghalong, kung dapat itong magkaroon ng presyon ng 1 na kapaligiran sa 10 litro.

1 kapaligiran = 760 mm Hg.

Solusyon

Ang halo ay itinuturing na umayon sa perpektong modelo ng gas. Ang kabuuang bilang ng mga moles ay:

Ang maliit na bahagi ng nunal ng bawat gas ay:

-Nitrogen: x _Nitrogen = 11/20

-Oxygen: x _Oxygen = 8/20

-Carbonic anhydride: x _{Carbonic anhydride} = 1/20

Ang presyon at bahagyang dami ng bawat gas ay kinakalkula ayon sa sumusunod:

-Nitrogen: P _N = 760 mm Hg. (11/20) = 418 mm Hg; V _N = 10 litro. (11/20) = 5.5 litro.

-Oxygen: P _O = 760 mm Hg (8/20) = 304 mm Hg;. V _N = 10 litro. (8/20) = 4.0 litro.

-Carbonic anhydride: P _A-C = 760 mm ng Hg. (1/20) = 38 mm ng Hg; V _N = 10 litro. (1/20) = 0.5 litro.

Sa katunayan, makikita na ang sinabi sa simula ay totoo: na ang dami ng pinaghalong ay ang kabuuan ng bahagyang dami:

Mag-ehersisyo 2

Ang 50 mol ng oxygen ay halo-halong may 190 mol mol ng nitrogen sa 25 ° C at isang kapaligiran ng presyon.

Ilapat ang batas ng Amagat upang makalkula ang kabuuang dami ng pinaghalong, gamit ang perpektong equation ng gas.

Solusyon

Alam na 25 ºC = 298.15 K, 1 na kapaligiran ng presyon ay katumbas ng 101325 Pa at ang pare-pareho ng gas sa International System ay R = 8.314472 J / mol. K, ang bahagyang dami ay:

Sa konklusyon, ang dami ng halo ay:

Mga Sanggunian

1. Borgnakke. 2009. Mga Batayan ng Thermodynamics. Ika-7 Edition. Wiley at Anak.
2. Cengel, Y. 2012. Thermodynamics. Ika-7 Edition. McGraw Hill.
3. Chemistry LibreTexts. Batas ni Amagat. Nabawi mula sa: chem.libretexts.org.
4. Engel, T. 2007. Panimula sa Physicochemistry: Thermodynamics. Pearson.
5. Pérez, S. Mga totoong gas. Nabawi mula sa: depa.fquim.unam.mx.