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Gasmischungen

Partialdrücke

Die Vermischung von Gasen kann derart durchgeführt werden, dass die einzelnen reinen Gase zunächst isotherm von ( V 1 , p ) auf ( V , p 1 ), ( V 2 , p ) auf ( V , p 2 ) usw. expandiert werden. Die isotherme Vereinigung der einzelnen, gleichen Volumina V führt dann bei Erhaltung des Volumens V zum messbaren Gesamtdruck p .

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Abb.1
Darstellung des Partialdruckes (1. Methode)
Partialdruck
  • Der Druck pk, den das Gas k besitzt, wenn es das Gesamtvolumen der Mischung bei gleicher Temperatur T allein ausfüllt, heißt Partialdruck der Komponente k .
  • Bei einer idealen Mischung ist der Gesamtdruck p gleich der Summe aller Partialdrücke pk (Dalton'sches Gesetz).
p = p 1 + p 2 + p 3
Abb.2
Darstellung des Partialdruckes (2. Methode)

Der Partialdruck pk lässt sich direkt messen, wenn Trennwände realisierbar sind, die nur für jeweils eine der Gaskomponenten durchlässig sind. Eine solche Wand wird als semipermeabel bezeichnet. Heißes Palladium ist ein Beispiel: Für alle Gase außer Wasserstoff ist es undurchlässig. Eine entsprechende Messanordnung zeigt die folgende Animation.

Abb.3
Schematische Darstellung der Messanordnung zur direkten Bestimmung des Partialdrucks. Die gelben Teilchen stellen Wasserstoff dar. Die grünen Teilchen stellen Stickstoff dar.

In einer binären Mischung sind die Partialdrücke beider Komponenten bestimmbar. Gesamtdruck p und Partialdruck p1 sind am jeweiligen Manometer ablesbar (s. Animation). Der Partialdruck p2 entsteht durch Differenzbildung p2 = p - p1 .

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