Legge delle pressioni parziali

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In fisica e in chimica, la legge delle pressioni parziali di Dalton è la legge che afferma che:

La pressione totale esercitata da una miscela ideale di gas ideali è uguale alla somma delle pressioni parziali che sarebbero esercitate dai gas se fossero presenti da soli in un eguale volume.

La pressione parziale p_i di un componente di una miscela di gas è la pressione che questo avrebbe qualora occupasse, da solo, il volume a disposizione dell'intera miscela.

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

P = p₁ + p₂ + ... + p_n

dove p₁, p₂, p_n rappresentano la pressione parziale di ogni componente.

Questo significa che ogni gas in una miscela ideale 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 od interagiscano mediante forze intermolecolari (Van Der Waals, London) 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 molare del 78%)
• ossigeno (nella percentuale molare del 20,96%)
• anidride carbonica (nella percentuale molare dello 0,03%)
• argon (nella percentuale molare dello 0,8%)
• Altri gas (nella percentuale molare dello 0,21%)

Secondo la legge di Dalton, la somma delle corrispondenti pressioni parziali deve essere uguale alla pressione atmosferica (1 atm = 101,3 kPa) e infatti:

• azoto: 79,014 kPa
• ossigeno: 21,232 kPa
• anidride carbonica: 0,0304 kPa
• argon: 0,8104 kPa
• altri gas: 0,2127 kPa

Totale (aria): 101,3 kPa

[modifica] Gas perfetti

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

dove:

P = pressione totale

R = costante dei gas

T = temperatura assoluta (in kelvin o K)

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:

dove

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:

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