Diferença entre pressão parcial e pressão de vapor

A pressão parcial e a pressão de vapor são comumente usava termos científicos relacionados à quantidade de pressão exercida pelos componentes do sistema, mas sua identidade pode confundir os outros. Há uma distinção clara entre esses termos, incluindo seus efeitos e identidade. Este artigo irá elaborar mais sobre as diferenças entre esses termos. Também incluirá alguns exemplos para desmistificar as aplicações dos mesmos.

Vamos começar destacando o conceito de pressão antes de nos aprofundarmos na distinção entre vapor e pressão parcial. A pressão é cientificamente definida como a força aplicada por unidade de área em um objeto ou substância. Também pode ser definida como a força aplicada pelas partículas em colisão entre si e geralmente é medida usando Pascal. No caso de colisão de partículas, a equação dos gases e a teoria cinética dos gases são utilizadas para calcular a pressão.



Diferença entre pressão parcial e pressão de vapor



O que é pressão de vapor?

A pressão de vapor pode ser aplicada a fases líquidas ou sólidas. É a pressão exercida pelo vapor em seu equilíbrio termodinâmico sobre seu estado líquido ou sólido em um dado temperatura em um sistema fechado quando o vapor e o líquido (sólido) estão em contato. Essa pressão surge como resultado da vaporização, que é possibilitada por um aumento do calor no sólido ou líquido. Assim, a temperatura é usada como medida de vaporização e é diretamente proporcional à pressão de vapor. Isso significa que quanto mais alta a temperatura, maior a pressão de vapor.

Durante a vaporização, as moléculas de ar escapam como resultado da maior energia cinética para o ar em um sistema fechado. Então, quando em equilíbrio, a pressão de vapor surge entre o vapor e sua forma condensada de líquido (sólido). Em soluções onde as forças intermoleculares são mais fracas, a pressão de vapor tende a ser maior e, inversamente, em soluções onde as forças intermoleculares são mais fortes, a pressão de vapor é menor.



A pressão de vapor também pode ocorrer em misturas ideais, conforme explicado pela Lei de Raoult. Afirma que a pressão de vapor parcial de um determinado componente em uma mistura líquida ou sólida é igual à pressão de vapor desse componente multiplicada por seu toupeira fração nessa mistura a uma determinada temperatura. O exemplo abaixo ilustrará isso.

Exemplo 1.

Dada uma mistura ideal de 0,5 mol. etanol e 1,5 mol. metanol com pressão de vapor de 30KPa e 52KPa, respectivamente, determina a pressão parcial de vapor de cada componente.



Solução:

O número total de moles é 1,5 mol + 0,5 mol = 2,0 mol. De acordo com a Lei de Raoult, a pressão de vapor parcial é igual à pressão de vapor multiplicada pela fração molar desse componente específico. Neste caso, o Pmetanol= 1,5 / 2 * 52 = 39KPa e Petanol= 0,5 / 2 * 30 = 7,5KPa.

Quando você tem as pressões de vapor parciais dos componentes da mistura, pode obter a pressão de vapor total adicionando-os. A este respeito, 7,5 + 39 dá 46,5 KPa de pressão de vapor total da mistura de soluções de etanol e metanol.

Fatores que afetam a pressão de vapor

Identidade de moléculas

Como já mencionado acima, os tipos de forças moleculares determinam a quantidade de pressão de vapor a ser exercida. Se as forças são mais fortes, então surge menos pressão de vapor, e se mais fraca, então surge mais pressão de vapor. Portanto, a composição do líquido ou sólido afetará a pressão de vapor.

Temperatura

Uma temperatura mais alta leva a uma pressão de vapor mais alta porque ativa mais energia cinética para quebrar as forças moleculares de modo que as moléculas possam escapar da superfície do líquido rapidamente. Quando a pressão de vapor (pressão de vapor saturado) for igual à pressão externa (pressão atmosférica), o líquido começará a ferver. Uma temperatura mais baixa resultará em baixa pressão de vapor e levará algum tempo para o líquido ferver.

Diferença entre pressão parcial e pressão de vapor-1

Lei das pressões parciais de Dalton

O que é pressão parcial?

A ideia de pressão parcial foi proposta pela primeira vez pelo renomado cientista John Dalton. Deu origem à sua Lei das Pressões Parciais, que afirma que a pressão total exercida por uma mistura ideal de gases é igual à soma das pressões parciais de gases individuais. Digamos que um determinado recipiente esteja cheio de gases hidrogênio, nitrogênio e oxigênio, a pressão total, PTOTAL,será igual à soma de oxigênio, nitrogênio e hidrogênio. A pressão parcial de qualquer gás nessa mistura é calculada multiplicando a pressão total pela fração molar do gás individual.

Em suma, a pressão parcial é a pressão exercida por um determinado gás na mistura, como se estivesse atuando sozinho no sistema. Assim, você ignora outros gases ao determinar a pressão parcial de um gás individual. Esta teoria pode ser verificada injetando, digamos, 0,6atm de O2em um recipiente de 10,0 L a 230K e, em seguida, injetando 0,4atm N2em um recipiente idêntico do mesmo tamanho na mesma temperatura e, em seguida, combinar os gases para medir a pressão total; será a soma dos dois gases. Isso explica claramente a pressão parcial de um gás individual em uma mistura de gases não reativos.

Calculando a pressão parcial

Para calcular a pressão parcial é um absoluto brisa desde a lei de Dalton [1] fornece disposições para isso. Dependerá das informações típicas fornecidas. Se, por exemplo, a pressão total é dada para uma mistura de gás A e B, bem como a pressão do gás A, a pressão parcial de B pode ser calculada usando PTOTAL= PPARA+ PB. O resto são manipulações algébricas. Mas, no caso em que apenas a pressão total da mistura foi fornecida, você pode usar a fração molar do gás B para determinar a pressão parcial. A fração molar, denotada por X, pode ser encontrada dividindo-se os moles de gás B pelo total de moles da mistura de gases. Então, para encontrar a pressão parcial, você multiplicará a fração molar, X, pela pressão total. O exemplo abaixo elabora isso.

Exemplo 2.

Uma mistura de Nitrogênio e Oxigênio, com 2,5 moles e 1,85 moles, respectivamente, é injetada em um recipiente de 20,0L com pressão total de 4atm; calcular a pressão parcial exercida pelo gás oxigênio.

Solução:

O número total de moles na mistura é 2,5 + 1,85 = 4,35 moles. Portanto, a fração molar de oxigênio, Xou, será de 1,85 moles / 4,35 moles = 0,425 moles. A pressão parcial de oxigênio será de 0,425 * 4atm = 1,7atm. A pressão parcial do gás restante pode ser calculada seguindo a mesma abordagem ou pode ser calculada usando o gás oxigênio e a pressão total conforme elaborado pela lei das pressões parciais de Dalton, em que a pressão total dos gases não reativos é igual à soma de as pressões parciais.

Diferença entre vapor e pressão parcial

A partir das explicações anteriores, é evidente que a pressão de vapor e a pressão parcial são duas pressões distintas. A pressão de vapor aplica-se nas fases líquida e sólida enquanto a pressão parcial aplica-se à fase gasosa. A pressão de vapor é exercida na transição de fase após calor suficiente ter sido adicionado à solução, fazendo com que suas moléculas escapem em um sistema fechado.

A principal diferença entre a pressão parcial e a pressão de vapor é que a pressão parcial é a pressão exercida por um gás individual em uma mistura como se estivesse sozinho naquele sistema, enquanto a pressão de vapor se refere à pressão exercida pelo vapor em seu equilíbrio termodinâmico com seu estado condensado de líquido ou sólido. A tabela a seguir fornece uma comparação concisa dessas pressões.

Pressão de vapor Pressão parcial
É exercido por vapor líquido ou sólido em sua fase condensada em equilíbrio É exercido por gases individuais em uma mistura de gases não reativos
Bem explicado pela Lei de Raoult Bem explicado pela Lei de Dalton
Aplicável em fases sólidas e líquidas Aplicável apenas em fases gasosas
Independente da área de superfície ou do volume do sistema Calculado usando os gases no mesmo volume
Calculado usando a fração molar do soluto Calculado usando a fração molar do gás

Embrulhar!

A pressão de vapor e a pressão parcial são dois termos científicos importantes usados ​​para determinar os efeitos das forças aplicadas pelo vapor e pelos gases, respectivamente, em um determinado sistema fechado a determinadas temperaturas. Sua principal diferença é a área de aplicação com a pressão de vapor aplicada nas fases líquida ou sólida, enquanto a pressão parcial é aplicada em um gás individual em uma mistura de gases ideais em um determinado volume.

A pressão parcial é calculada facilmente seguindo a Lei das Pressões Parciais de Dalton, enquanto a pressão de vapor é calculada aplicando a Lei de Raoult. Em qualquer mistura, cada componente do gás exerce sua própria pressão, que é chamada de pressão parcial independente de outros gases. E quando você dobra os mols de qualquer componente com a temperatura permanecendo constante, você estará aumentando sua pressão parcial. De acordo com a relação Clausius-Clapeyron [2] , a pressão do vapor aumenta à medida que a temperatura aumenta.

Com as informações mencionadas, você deve ser capaz de distinguir entre a pressão de vapor e a pressão parcial. Você também deve ser capaz de calculá-los usando as frações molares e multiplicando pela pressão total. Fornecemos exemplos típicos para desenvolver a aplicação dessas pressões.

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