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Partialdruck Rechner

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Dalton's Gesetz der PartialdrückeWie berechnet man den Partialdruck? — Ideales GasgesetzEine weitere Partialdruckgleichung — das Henry-GesetzSpannende Fakten über den DruckFAQs

Willkommen beim Partialdruckrechner — ein Tool, mit dem du den Partialdruck bestimmen und verstehen kannst. Interessierst du dich für einige Gesetze der Chemie, wie z. B. das Dalton-Gesetz (Gesetz der Partialdrücke)? Möchtest du wissen, wie man den Partialdruck berechnet? Dann bist du hier genau richtig. Wir stellen dir vier Partialdruckformeln vor, also lies weiter!

Interessierst du dich auch für die Thermodynamik? Dann schau dir unseren Gasgesetze Rechner 🇺🇸 an.

Dalton's Gesetz der Partialdrücke

Druck ist die Kraft, die orthogonal auf eine Oberfläche wirkt. Wenn ein Gemisch aus idealen Gasen (d. h., wenn die Moleküle nicht miteinander wechselwirken) in einem Behälter versiegelt wird, diffundieren die Gase und füllen den gesamten verfügbaren Raum aus. Der Partialdruck einer Komponente dieses Gemischs ist der Druck, den dieses einzelne Gas ausübt.

Das Dalton-Gesetz besagt Folgendes:

Der Gesamtdruck, den ein Gasgemisch auf die Wände eines Behälters ausübt, ist gleich der Summe der Partialdrücke der einzelnen Gase.

Es wird mit folgender Gleichung veranschaulicht:

Gesamtdruck = p1 + p2 + ... + pn,

wobei p1, p2 und so weiter bis pn den Partialdruck jeder gasförmigen Komponente darstellen.

Das kann auch wie folgt dargestellt werden:

Partialdruck = Gesamtdruck × Molanteil,

wobei der Molanteil das Verhältnis der Mole des ausgewählten Gases zum gesamten Gasgemisches ist. (Weitere Informationen findest du im Stoffmengenanteil Rechner 🇺🇸).

Wir sehen, dass der Partialdruck einer Komponente proportional zu ihrem Molanteil ist.

Die obige Formel ist eine der vier Partialdruckformeln, die unser Rechner anbietet. Welche du wählst, hängt von den Daten ab, die du zuvor gesammelt hast.

Wie berechnet man den Partialdruck? — Ideales Gasgesetz

pV=nRT\small pV = nRT

wobei:

  • pp — Druck des Gases;
  • VV — Volumen des Gases;
  • nn — Stoffmenge des Gases;
  • RR — Gaskonstante, 8,3145 J/mol·K; und
  • TT —Temperatur des Gases.

Wenn du den Partialdruck einer Komponente eines Gasgemischs berechnen möchtest, verwende die folgende Formel (abgeleitet von der oben genannten):

pi=niRTmVm\small p_i = \frac{n_i R T_\text{m}}{V_\text{m}}

wobei:

  • pip_i — Partialdruck des einzelnen Gases;
  • nin_i — Anzahl der Mole des einzelnen Gases;
  • TmT_\text{m} — Temperatur des Gemischs; und
  • VmV_\text{m} — Volumen des Gemischs.

Jetzt weißt du, wie du den Partialdruck mithilfe des idealen Gasgesetzes berechnen kannst. Kommen wir nun zu den letzten beiden Formen der Partialdruckgleichung, die beide das Henry-Gesetz verwenden.

Eine weitere Partialdruckgleichung — das Henry-Gesetz

Das Henry-Gesetz besagt:

Der Partialdruck eines Gases über einer Flüssigkeit ist proportional zur Menge des in dieser Flüssigkeit gelösten Gases.

Der Koeffizient dieser Proportionalität ist die Konstante des Henry-Gesetzes. In der folgenden Tabelle findest du seinen Wert für einige der häufigsten Gase in Wasser bei 298 K:

Element

Henry-Konstante [l·atm/mol]

Henry-Konstante [atm]

O2

769,23

4,259·10⁴

H2

1282,05

7,099·10⁴

Co2

29,41

0,163·10⁴

N2

1639,34

9,077·10⁴

He

2702,7

14,97·10⁴

Ne

2222,22

12,3·10⁴

Ar

714,28

3,955·10⁴

CO

1052,63

5,828·10⁴

Das Henry-Gesetz ist nur bei niedrigen Gasdrücken (Drücke < 1000 hPa), konstanten Temperaturen (normalerweise 293,15 K) und wenn die Moleküle im Gleichgewicht sind, genau.

Wie berechne ich den Partialdruck mit der Henry-Konstante? Es gibt zwei Methoden:

  1. Wenn die Konzentration des gelösten Stoffes gegeben ist:

    Druck = KH1 × Konzentration,

    wobei:

    • KH1 — Henry-Konstante in l·atm/mol.
  1. Der Molanteil der gelösten Substanz ist gegeben:

    Druck = KH2 × Molanteil,

    wobei:

    • KH2 — Henry Konstante in [atm].

Verwenden wir die Gleichung des Henry-Gesetzes in einem Beispiel. Nehmen wir an, du möchtest den Partialdruck von Distickstoff (N2) in einem Behälter berechnen. Seine Konzentration beträgt 1,5 mol/l (Mol pro Liter). Alles, was du tun musst, ist, die Henry-Konstante in der obigen Tabelle zu überprüfen und die Zahlen in die Partialdruckformel eingeben:

Druck = 1,5 mol/l · 1639,34 l·atm/mol = 2459 atm = 249,159 kPa.

Ganz einfach, oder?

Spannende Fakten über den Druck

  • Wenn du ein Unterwassertaucher bist, ist es wichtig, den Druck zu berücksichtigen. Taucher atmen normalerweise ein Gemisch aus Sauerstoff und Stickstoff. Beim Tauchen bis zu einer Tiefe von etwa 35 Metern ist das Standardgemisch sicher. Wenn der Druck bei tieferen Tauchgängen steigt, wird der Sauerstoff giftig und kann eine Narkose verursachen. Deshalb verwenden technische Taucher (die sehr tief tauchen) andere Atemgemische als Hobbytaucher.

  • In der Medizin messen Ärzte bei einer arteriellen Blutgasanalyse den Partialdruck von Kohlendioxid und Sauerstoff. Anhand dieser Messungen können sie den pH-Wert des Blutes ihres Patienten berechnen.

  • Es mag dich überraschen, dass sich der Luftdruck mit der Höhe und der Temperatur ändert. Das ist wichtig für Menschen, die auf hohe Berge wandern — je niedriger der Druck, desto schwieriger ist das Atmen. (Erfahre mehr im Luftdruck in der Höhe Rechner).

FAQs

Wie berechnet man den Partialdruck?

So berechnest du den Partialdruck eines Gases:

  1. Dividiere die Molanzahl des gelösten Gases durch die Molanzahl des Gemisches, um den Molanteil zu erhalten.

  2. Multipliziere den Gesamtdruck mit dem Molanteil, um den Partialdruck des gewählten Gases zu erhalten.

Alternativ kannst du auch die ideale Gasgleichung oder das Henry-Gesetz verwenden, je nach deinen Daten.

Was ist das Dalton-Gesetz?

Das Daltonsche Gesetz der Partialdrücke besagt, dass ein Gasgemisch einen Gesamtdruck hat, der gleich der Summe der Partialdrücke der einzelnen Gase ist.

Es besagt auch, dass der Partialdruck einer Substanz proportional zu ihrem Molanteil ist.

Wie berechne ich den Partialdruck von Sauerstoff?

So berechnest du den Sauerstoffpartialdruck:

  1. Bestimme die Konzentration oder den Molanteil des Sauerstoffs im Gasgesmisch.

  2. Bestimme die entsprechende Henry-Konstante:

    • Verwende bei bekannter Konzentration Kʜ₁ = 769,23 l·atm/mol.

    • Wenn du den Molanteil kennst, verwende Kʜ₂ = 4,259·10⁴ atm.

  3. Berechne den Partialdruck von O₂, indem du die bekannte Variable mit der entsprechenden Henry-Konstante multiplizierst.

Was bedeutet eine hohe Henry-Konstante?

Eine hohe Henry-Konstante bedeutet, dass das Gas eine geringe Löslichkeit in einer Flüssigkeit hat, zumindest bei einem bestimmten Druck.

Beachte, dass die Henry-Konstante für verschiedene Gase unter den gleichen Bedingungen unterschiedlich ist. Sie hängt also von der Art des Gases ab.

Wann sollte man das Henry-Gesetz anwenden?

Du kannst das Henry-Gesetz verwenden, wenn das Gas:

  • einen Druck unter 1000 hPa (0,987 atm) hat; und
  • sowohl chemisches als auch thermisches Gleichgewicht besteht.

Wie berechne ich die Konzentration mit dem Henry-Gesetz?

Um die Konzentration mit Hilfe des Henry-Gesetzes ermitteln:

  1. Bestimme den Partialdruck des Gases.

  2. Bestimme die Henry-Konstante, , für den gewählten Stoff.

  3. Dividiere den Partialdruck durch die Konstante; das Ergebnis ist die Konzentration.

Dalton-Gesetz

Ideales Gasgesetz

Henry-Gesetz — Methode 1

Henry-Gesetz — Methode 2

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