3개 플라스크의 분압 (partial pressure) ★

3개 플라스크의 분압 (partial pressure)

 

 

아래 그림과 같은 세 개의 플라스크를 생각해보자.

콕이 닫혀있을 때, 3개 플라스크의 부피와 압력은 다음과 같다:

> He 1.00 L at 200. torr

> Ne 1.00 L at 0.400 atm

> Ar 2.00 L at 24.0 kPa

 

연결된 관의 부피는 무시할 때,

모든 콕이 열린 후 각 기체의 분압과 전체 압력은 얼마인가?

 

 

 

Consider the three flasks in the diagram below. When the stopcocks are closed, the three flasks have the following volume and pressure values: He 1.00 L at 200. torr, Ne 1.00 L at 0.400 atm, Ar 2.00 L at 24.0 kPa. Assuming the connecting tubes have negligible volume, what is the partial pressure of each gas and the total pressure after all the stopcocks are opened?

 

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▶ 참고: 돌턴의 분압법칙

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

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각 기체의 압력을 atm으로 환산하면,

> 200. torr × (1 atm / 760 torr) = 0.263 atm He

> 0.400 atm Ne

> 24.0 kPa × (1 atm / 101.325 kPa) = 0.237 atm Ar

 

 

 

> stopcock close 상태 = 1

> stopcock open 상태 = 2

 

 

 

플라스크의 전체 부피

= 1.00 L + 1.00 L + 2.00 L = 4.00 L = V2

 

 

 

보일의 법칙, P1V1 = P2V2 로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/1977 )

 

각 기체의 분압을 계산하면,

> P2 = (0.263 atm × 1.00 L) / (4.00 L) = 0.0658 atm He

> P2 = (0.400 atm × 1.00 L) / (4.00 L) = 0.100 atm Ne

> P2 = (0.237 atm × 2.00 L) / (4.00 L) = 0.119 atm Ar

 

 

 

from 돌턴의 분압법칙,

전체 압력 (total pressure)

= 0.0658 atm + 0.100 atm + 0.119 atm = 0.285 atm

 

 

 

답: 0.0658 atm He, 0.100 atm Ne, 0.119 atm Ar, 0.285 atm total

 

 

 

 

[공식] 전체 압력, P_tot 계산 (보일-돌턴 혼합 공식)

 

(P_1 × V_1) + (P_2 × V_2) + (P_3 × V_3) = (P_tot × V_tot)

> V_tot = V_1 + V_2 + V_3

 

 

(0.263×1.00) + (0.400×1.00) + (0.237×2.00) = 1.137 atm•L

 

 

V_tot = 4.00 L 이므로,

P_tot = (1.137 atm•L) / 4.00 L = 0.28425 atm

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.blogspot.com/2023/12/213-atm-150-l-co2-0861-atm-100-l-h2-115.html ]

2.13 atm 1.50 L CO2 + 0.861 atm 1.00 L H2 + 1.15 atm 2.00 L Ar

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/3572 ] 3개 플라스크의 분압

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/search/open_stop ]

 

 

 

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