돌턴의 분압 법칙. N2 75.5%, O2 23.2%, Ar 1.3%

돌턴의 분압 법칙. N2 75.5%, O2 23.2%, Ar 1.3%

 

 

공기의 구성 기체에 대한 질량백분율은 다음과 같다.

N2(질소분자) 75.5%, O2(산소분자) 23.2%, Ar(아르곤) 1.3%

압력이 1 atm일 때, 각 성분의 부분압을 계산하시오.

 

 

The mass percentage composition of dry air at sea level is approximately N2: 75.5; O2: 23.2; Ar: 1.3. What is the partial pressure of each component when the total pressure is 1 atm?

 

 

 

[참고] 돌턴의 분압 법칙

> P_a = X_a × P_tot

[ https://ywpop.tistory.com/48 ]

 

 

 

공기의 질량 = 100 g 이라 가정하면,

각 기체의 질량 백분율(%) = 각 기체의 질량(g)

 

 

 

① 각 기체의 몰수를 계산하면,

> n = W / M

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

> N2의 몰수 = 75.5 g / (28.01 g/mol) = 2.6955 mol

> O2의 몰수 = 23.2 g / (32.00 g/mol) = 0.7250 mol

> Ar의 몰수 = 1.3 g / (39.95 g/mol) = 0.0325 mol

 

 

 

전체 기체의 몰수 = 2.6955 + 0.7250 + 0.0325

= 3.4530 mol = n_tot

 

 

 

② 각 기체의 몰분율을 계산하면,

> X_a = n_a / n_tot

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2659 )

 

> N2의 몰분율 = 2.6955 mol / 3.4530 mol = 0.7806

> O2의 몰분율 = 0.7250 mol / 3.4530 mol = 0.2100

> Ar의 몰분율 = 0.0325 mol / 3.4530 mol = 0.0094

 

 

 

③ 각 기체의 분압을 계산하면,

> P_a = X_a × P_tot

> P_tot = 1 atm

 

> N2의 분압 = 0.7806 × 1 atm = 0.7806 atm

> O2의 분압 = 0.2100 × 1 atm = 0.2100 atm

> Ar의 분압 = 0.0094 × 1 atm = 0.0094 atm

 

 

 

답: N2 = 0.78 atm, O2 = 0.21 atm, Ar = 0.01 atm

 

 

 

 

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