Différence entre pression partielle et pression de vapeur

La pression partielle et la pression de vapeur sont couramment utilisées des termes scientifiques relatifs à la quantité de pression exercée par les composants du système, mais leur identité peut être confuse pour les autres. Il existe une distinction claire entre ces termes, y compris leurs effets et leur identité. Cet article expliquera davantage les différences entre ces termes. Il comprendra également quelques exemples pour démystifier ses applications.

Commençons par mettre en évidence le concept de pression avant de pouvoir plonger dans la distinction entre la vapeur et la pression partielle. La pression est définie scientifiquement comme la force appliquée par unité de zone sur un objet ou une substance. Il peut également être défini comme la force appliquée par les particules en collision les unes sur les autres et il est souvent mesuré en utilisant Pascal. Dans le cas de la collision des particules, l'équation du gaz et la théorie cinétique des gaz sont utilisées pour calculer la pression.

Qu'est-ce que la pression de vapeur?

La pression de vapeur peut s'appliquer aux phases liquides ou solides. C'est la pression exercée par la vapeur dans son équilibre thermodynamique sur son liquide ou son état solide à une température donnée dans un système fermé lorsque la vapeur et le liquide (solide) sont en contact. Cette pression survient à la suite de la vaporisation, qui est activée par une chaleur accrue sur le solide ou le liquide. Ainsi, la température est utilisée comme mesure de la vaporisation et elle est directement proportionnelle à la pression de vapeur. Cela signifie que plus la température est élevée, plus la pression de vapeur est élevée.

Pendant la vaporisation, les molécules d'air s'échappent en raison de l'énergie cinétique plus élevée à l'air dans un système fermé. Ensuite, en équilibre, la pression de vapeur se produit entre la vapeur et sa forme condensée de liquide (solide). Dans les solutions où les forces intermoléculaires sont plus faibles, la pression de vapeur a tendance à être plus et, à l'inverse, dans les solutions où les forces intermoléculaires sont plus fortes, la pression de vapeur est moins.

La pression de vapeur peut également se produire dans des mélanges idéaux, comme l'explique la loi de Raoult. Il indique que la pression de vapeur partielle d'un composant particulier dans un mélange liquide ou solide est égale à la pression de vapeur de ce composant multiplié par sa fraction molaire dans ce mélange à une température donnée. L'exemple ci-dessous illustrera que.

Exemple 1.

Étant donné un mélange idéal de 0.5 mol. éthanol et 1.5 mol. Le méthanol avec la pression de vapeur de 30kpa et 52 kpa, respectivement, déterminez la pression de vapeur partielle de chaque composant.

Solution:

Le nombre total de moles est 1.5mol + 0.5mol = 2.0mol. Selon la loi de Raoult, la pression partielle de vapeur est égale à la pression de vapeur multipliée par la fraction molaire de ce composant particulier. Dans ce cas, le p_méthanol = 1.5/2 * 52 = 39kpa et p_éthanol = 0.5/2 * 30 = 7.5 kpa.

Lorsque vous avez les pressions partielles de vapeur des composants dans le mélange, vous pouvez obtenir la pression totale de vapeur en les additionnant ensemble. À cet égard, 7.5 + 39 donne 46.Pression totale de vapeur de 5 kpa du mélange de solutions d'éthanol et de méthanol.

Facteurs affectant la pression de vapeur

Identité des molécules

Comme déjà mentionné ci-dessus, les types de forces moléculaires déterminent la quantité de pression de vapeur à exercer. Si les forces sont plus fortes, alors moins la pression de vapeur émerge, et si elle est plus faible, alors plus de pression de vapeur se produit. Par conséquent, la composition du liquide ou du solide affectera la pression de vapeur.

Température

Une température plus élevée entraîne une pression de vapeur plus élevée car elle active plus d'énergie cinétique pour briser les forces moléculaires afin que les molécules puissent échapper rapidement à la surface du liquide. Lorsque la pression de vapeur (pression de vapeur saturée) est égale à la pression externe (pression atmosphérique), le liquide commencera à bouillir. Une température plus basse entraînera une faible pression de vapeur et il faudra du temps au liquide pour bouillir.

La loi de Dalton des pressions partielles

Qu'est-ce que la pression partielle?

L'idée de pression partielle a été proposée pour la première fois par le célèbre scientifique John Dalton. Il a donné naissance à sa loi de pressions partielles qui stipule que la pression totale exercée par un mélange idéal de gaz est égale à la somme des pressions partielles des gaz individuels. Dites qu'un récipient particulier est rempli d'hydrogène, d'azote et d'oxygène, la pression totale, P_TOTAL, sera égal à la somme de l'oxygène, de l'azote et de l'hydrogène. La pression partielle de tout gaz en ce mélange est calculée en multipliant la pression totale par la fraction molaire du gaz individuel.

En un mot, la pression partielle est la pression exercée par un gaz particulier dans le mélange comme s'il agissait seul dans le système. Ainsi, vous ignorez d'autres gaz lorsque vous déterminez la pression partielle d'un gaz individuel. Cette théorie peut être vérifiée en injectant, disons, 0.6ATM OF O₂ dans un 10.0 L Conteneur à un 230k puis en injectant 0.4ATM N₂ Dans un récipient identique de la même taille à la même température, puis combinez finalement les gaz pour mesurer la pression totale; Ce sera la somme des deux gaz. Cela explique clairement la pression partielle d'un gaz individuel dans un mélange de gaz non réactifs.

Calcul de la pression partielle

Pour calculer la pression partielle, il y a une brise absolue puisque la loi de Dalton [1] prévoit des dispositions pour cela. Cela dépendra des informations typiques fournies. Si, par exemple, la pression totale est donnée pour un mélange de gaz A et B ainsi que la pression du gaz A, la pression partielle de B peut être calculée en utilisant P_TOTAL = P_UN + P_B. Le reste est des manipulations algébriques. Mais dans un cas où seule la pression totale du mélange a été donnée, vous pouvez utiliser la fraction molaire du gaz B pour déterminer est une pression partielle. La fraction molaire, indiquée par X, peut être trouvée en divisant les moles de gaz B par le total des taupes du mélange de gaz. Ensuite, pour trouver la pression partielle, vous multipliez la fraction molaire, x, par la pression totale. L'exemple ci-dessous élabore que.

Exemple 2.

Un mélange d'azote et d'oxygène, avec 2.5 moles et 1.85 moles, respectivement, sont injectées dans un 20.Conteneur 0L avec une pression totale de 4ATM; Calculez la pression partielle exercée par l'oxygène gazeux.

Solution:

Le nombre total de moles dans le mélange est 2.5 + 1.85 = 4.35 moles. Donc la fraction molaire de l'oxygène, x_o, sera 1.85 moles / 4.35 moles = 0.425 moles. La pression partielle de l'oxygène sera 0.425 * 4ATM = 1.7atm. La pression partielle du gaz restant peut être calculée en suivant la même approche ou peut être calculée en utilisant l'oxygène gazeux et la pression totale telle qu'elle est élaborée par la loi de Dalton des pressions partielles que la pression totale des gaz non réactives est égale à la somme de la somme de la somme de la somme de la somme de la somme de la somme de la somme de la somme de la somme de la somme de la somme de la somme de la somme de la somme de la somme de les pressions partielles.

Différence entre la vapeur et la pression partielle

D'après les explications ci-dessus, il est évident que la pression de vapeur et la pression partielle sont deux pressions distinctes. La pression de vapeur s'applique aux phases liquides et solides tandis que la pression partielle s'applique à la phase gazeuse. La pression de vapeur est exercée en transition de phase après une chaleur suffisante a été ajoutée à la solution, conduisant ainsi à ses molécules à s'échapper dans un système fermé.

La principale différence entre la pression partielle et la pression de vapeur est que la pression partielle est la pression exercée par un gaz individuel dans un mélange comme s'il était seul dans ce système, tandis que la pression de vapeur se réfère à la pression exercée par la vapeur dans son équilibre thermodynamique avec Son état condensé de liquide ou de solide. Le tableau ci-dessous donne une comparaison concise de ces pressions.

Conclure!

La pression de vapeur et la pression partielle sont deux termes scientifiques importants utilisés pour déterminer les effets des forces appliquées par la vapeur et les gaz, respectivement, dans le système fermé donné à des températures particulières. Leur principale différence est la zone d'application avec la pression de vapeur appliquée sur les phases liquides ou solides, tandis que la pression partielle est appliquée sur un gaz individuel dans un mélange de gaz idéaux dans un volume donné.

La pression partielle est calculée facilement en suivant la loi de Dalton des pressions partielles, tandis que la pression de vapeur est calculée en appliquant la loi de Raoult. Dans un mélange donné, chaque composant de gaz exerce sa propre pression, qui est appelée pression partielle indépendante des autres gaz. Et lorsque vous doublez les moles de tout composant avec la température restant constante, vous augmenterez sa pression partielle. Selon la relation Clausius-Clapeyron [2], la pression de vapeur augmente à mesure que la température augmente.

Avec les informations susmentionnées, vous devriez être en mesure de distinguer la pression de vapeur et la pression partielle. Vous devriez également être en mesure de les calculer en utilisant les fractions molaires et de multiplier par la pression totale. Nous vous avons donné des exemples typiques pour développer l'application de ces pressions.