主要内容
道尔顿的分压定律
分压的定义和道尔顿的分压定律的使用
要点
- 某组分气体在混合物中施加的压力称为 气体分压。
- 如果我们有一个理想气体的混合物，可以用理想气体定律来解决混合物中气体的相关问题。
- 道尔顿分压定律 描述的是混合气体里的总压力等于成分里每一种气体的分压之和：
- 道尔顿定律也可以用气体的 摩尔分数
介绍
在日常生活中，当我们使用气压计检查外面的大气压力，或轮胎压力表来测量自行车胎中的压力时，我们正在测量肉眼看不见的大量气体分子的宏观物理性质。 从分子角度来看，测量的压力来自单个气体分子与其他物体（例如容器壁）碰撞的力。
让我们从分子角度仔细研究压力，并了解道尔顿定律如何帮助我们计算混合气体的总压力和分压。
理想气体和气体分压
在本文中，我们将假设混合气体中的气体可以近似为理想气体。 只要气体温度不是非常低（接近
这意味着我们对气体分子做了一些假设：
- 我们假设气体分子没有体积。
- 我们假设分子间没有吸引力，这意味着它们独立于其他气体分子运动。
基于这些假设，我们可以计算出混合物中不同气体对总压力的贡献。我们将混合物中特定气体施加的压力称为 气体分压。 我们将在下一节中介绍使用理想气体定律计算气体的分压，以及道尔顿分压定律的使用。
示例 1：计算气体的分压
假设我们有一个氢气
氢气对总压力的贡献是它的分压。由于理想气体中的气体分子与混合物中的其他气体无关，因此氢的分压与容器中没有其他气体的压力的情况相同。所以，我们可以完全忽略氧气并且使用理想气体状态方程来求得氢气在混合物中的分压
将理想气体状态方程进行变换来求解
因此，理想气体定律告诉我们，混合物中氢的分压为
道尔顿分压定律
道尔顿分压定律描述的是混合气体里的总压力等于成分里每一种气体的分压之和：
因为我们假设气体之间没有吸引力，则其中每种气体的分压等同于当气体是容器中唯一的气体时所施加的压力。
道尔顿定律也可以用混合物中的气体的摩尔分数来表示。一个气体的摩尔分数是该气体的物质的量除以混合物中所有气体的物质的量，通常简写为
我们可以对道尔顿定律进行变换，以根据气体1的摩尔分数给出气体1在一个混合物中分压：
道尔顿定律的两种形式在解决不同类型的问题方面都非常有用，包括：
- 在已知摩尔分数和总气压时求气体的分压
- 在已知分压和总气压时求单个气体的物质的量
- 在已知每个部分的分压时求总气压
示例 2：计算分压和总压力
假设一个
如果在一个
第 1 步：计算氧气和氮气的物质的量
因为每种气体在混合之前的
分别代入氢气和氧气的数值，我们得到：
第 2 步（方法 1）计算气体分压然后使用道尔顿定律来求得
在知道每种气体的物质的量之后，我们就可以使用理想气体定律来求得在
注意到与原始容器中的气体压力相比，每种气体的分压增加。 这是合理的，因为压力与体积成反比，然后两种气体的体积都减少了。
现在我们可以使用道尔顿定律将气体分压加在一起来获得混合物的总压力。
第 2 步（方法 2）：在不使用分压的情况下，用理想气体定律计算
由于理想气体混合物的压力仅取决于容器中气体分子的数量（而不是气体分子的特性），我们可以通过理想气体定律，使用总气体的物质的量来计算总压力：
在知道总压力后，就可以使用道尔顿定律的摩尔分数形式来计算分压：
两种方法计算出的答案都相同！
你可能想知道什么时候使用哪种方法。 这主要取决于自己的喜好，同时部分取决于要解决的问题。 例如，如果需要知道的是总压力，那么使用第二种方法来节省一些计算步骤可能会更好。
总结
- 混合气体中某组分气体对器壁所施加的压力叫做该组分气体的分压。
- 如果我们有一个理想气体的混合物，可以用理想气体定律来解决混合物中气体的相关问题。
- 道尔顿分压定律描述的是混合气体里的总压力等于成分里每一种气体的分压之和：
- 道尔顿定律也可以用气体的摩尔分数