Закон Дальтона. Газовые смеси

Если имеется смесь газов, составные части которой друг с другом химически не взаимодействуют, то, по закону Дальтона, общее давление ее (Р) равно сумме парциальных давлений (р12, р3) отдельных составных частей.

Если р1, р2, …, рn – парциальные (частные) давления компонентов смеси, то общее давление газовой смеси Р равно:

Р = р1 + р2 + … + рn

На основании этой зависимости, а также из закона Бойля получаем следующее равенство

р1 = v1 Р, (7.1)

где р1 –парциальное давление отдельного газа, входящего в состав газовой смеси; v1 –парциальный объем этого газа в единице объема газовой смеси; Р – общее давление газовой смеси.

Очевидно (7.2)

р1: р2 = V1:V2; … p1 : pn = V1 + Vn.

Из закона Дальтона вытекает очень важное следствие, к которому часто прибегают в расчетной практике: если известен объемный (или мольный) состав смеси газов, то все физические константы ее (молекулярная плотность, удельный объем, теплоемкость и др.) подчиняются правилу аддитивности ,т.е. их можно вычислить по правилу смешения.

Допустим, что k1, k2 , k3 – константы составных частей газовой смеси; v1, v2, v3 –мольные (или объемные) доли этих частей в смеси. Тогда общая концентрация (К ) смеси определится

К = k1v1 + k2v2 + k3v3 +…. (7.3)

Пользуясь законом Дальтона и уравнением Клайперона –Менделеева, можно подсчитать концентрации отдельных компонентов газовой смеси в кмоль/м3, зная их процентное содержание. Если общее давление газовой смеси равно Р, а количество какого-либо компонента А в ней равно а %, то парциальное давление этого компонента составит:

рА = (а0/100) * Р (7.4)

Отсюда получим:

рАV = nRТ (7.5)