Газовые смеси. Закон Дальтона.

В практике очень часто приходится иметь дело не с чистыми га­зами, а с их смесями. Особенно широкое распространение газо­вые смеси получили в технике. Одни из них служат ценным хими­ческим сырьем и используются при синтезе ряда веществ (нефтя­ные газы, воздух), другие являются хорошим газообразным топли­вом (природный, доменный, генераторный газы).

Основным законом газовых смесей является закон Дальтона, который имеет следующую формулировку: общее давление газовой смеси р_общ равно сумме парциальных давлений всех входящих в нее газов р₁+р₂ + p₃ + ..., т. е.

1.27

Парциальное давление — это часть общего давления в газовой смеси. Оно равно тому давлению газа, которым он обладал бы, занимая один весь объем смеси.

Как и другие законы идеальных газов, закон Дальтона не вы­полняется при высоких давлениях и низких температурах.

К каждому отдельному газу, входящему в данную газовую смесь, может быть применено уравнение состояния газа (I.17):

1.28

где V_общ — общий объем газовой смеси; n₁, n₂, n₃ ,... — числа молей отдельных газов в смеси.

Подставив эти выражения в (I.27) и сделав соответствующие преобразования, получим уравнение состояния применительно к смесям идеальных газов:

1.29

где ∑n — сумма числа молей газов в смеси.

Помимо парциального давления для газовых смесей различают парциальный объем каждого из газов: υ₁, υ₂, υ₃ и т. д. Парциаль­ный объем — это объем, который занимал бы отдельный газ, вхо­дящий в состав смеси идеальных газов, если бы при том же коли­честве он имел давление и температуру смеси.

Сумма парциальных объемов всех идеальных газов, входящих в смесь, равна общему объему смеси:

Состав газовых смесей обычно выражают в массовых и объем­ных долях в процентах, а также в молярных долях и молярных долях в процентах. Выражение состава газовых смесей в объем­ных долях в процентах широко применяется в газовом анализе.