Legge delle pressioni parziali

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In fisica, la legge delle pressioni parziali di Dalton è la legge che afferma che la pressione totale esercitata da una miscela di gas è uguale alla somma delle pressioni che sarebbero esercitate dai gas se fossero presenti da soli in eguale volume.

Più precisamente, la pressione P di una miscela di n gas può essere definita come la somma

$P = p 1 + p 2 + ... + p n$

dove $p 1$ , $p 2$ , $p n$ rappresentano la pressione parziale di ogni componente.

Questo significa che ogni gas in una miscela agisce come se l'altro gas non fosse presente e pertanto le pressioni di ciascun gas possono essere semplicemente sommate. Si presume che i gas non reagiscano l'uno con l'altro.

La legge di Dalton prende il nome dal chimico John Dalton, che la formulò nel 1801.

[modifica] Esempi

[modifica] Pressione atmosferica

I componenti principali dell'aria sono:

Azoto (nella percentuale del 78%)
Ossigeno (nella percentuale del 20,96%)
Anidride carbonica (nella percentuale dello 0,03%)
Altri gas (nella percentuale dell' 1,01%)

Secondo la legge di Dalton, la somma delle corrispendenti pressioni parziali deve essere uguale alla pressione atmosferica (1 atm = 760 mmHg) e infatti:

Azoto -> 592,800 mmHg
Ossigeno -> 159,296 mmHg
Anidride carbonica -> 0,304 mmHg
Altri gas -> 7,600 mmHg

Totale (Aria) = 760,000 mmHg

[modifica] Gas perfetti

La legge di Dalton può essere estesa nei gas perfetti alla seguente relazione:

$P = \frac{RT}{V}\sum n_i$

dove:

P = pressione totale

R = costante dei gas perfetti

T = temperatura assoluta (in Kelvin)

V = volume del contenitore

n₁, n₂.. n_i = moli di ciascun gas

In tal senso è possibile calcolare la pressione totale anche con variazioni di temperatura e volume. Considerando tuttavia che:

$P = \sum p_i$ dove $p_i = n_i\frac{RT}{V}$

e sapendo che la frazione molare x_i è il rapporto tra le moli n_i del gas e la somma delle moli di ciascun gas, ossia:

$x_i = \frac{n_i}{\sum n}$

ne deriva che la pressione parziale di ciascun componente è uguale alla pressione totale per la propria frazione molare:

$p_i = n_i \frac{P}{\sum n_i} = x_iP$

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