Prężność gazów
( ciśnienie parcjalne lub ciśnienie cząstkowe )
Prawo Daltona mówi, że jeżeli mieszanina gazów idealnych wywiera ciśnienie P, to udział poszczególnych gazów w tym sumarycznym ciśnieniu jest proporcjonalny do ich ułamków molowych. Ciśnienie jest skutkiem zderzeń cząsteczek gazu z otoczeniem, w którym ten gaz jest zamknięty. Jeżeli zakładamy brak jakichkolwiek oddziaływań między cząsteczkami gazu, to prawdopodobieństwo uderzenia w otoczeniu dla każdej cząsteczki jest takie same, zatem ilość zderzeń jest zależna tylko od ilości danych cząsteczek w naczyniu. Stąd wniosek, że stosunek ilości zderzeń ze otoczeniem cząsteczek A i cząsteczek B będzie równy stosunkowi ilości tych cząsteczek w otoczeniu, a więc stosunkowi ich ułamków molowych.
Z rozważań tych wynika także, że ciśnienie parcjalne każdego za składników mieszaniny gazów doskonałych (lub do doskonałych zbliżonych) będzie równe ciśnieniu, jakie wywierałby ten gaz, gdyby sam zajmował identyczną objętość co badana mieszanina (oczywiście w tej samej temperaturze).
Podobna zależność występuje dla roztworów gazów w cieczach. Prężność gazu nad roztworem w cieczy jest proporcjonalna do jego stężenia w roztworze (prawo Henry'ego):
p = k•X
gdzie - X ułamek molowy gazu w roztworze,
p - prężność (ciśnienie cząstkowe, parcjalne) gazu nad roztworem,
k - współczynnik proporcjonalności
Zwiększając ciśnienie globalne fazy gazowej nad roztworem rożnie prężność, zwiększamy ilość rozpuszczonego gazu. Zmniejszając natomiast ciśnienie nad roztworem gazu powodujemy jego częściowe przejście z roztworu do fazy gazowej, bowiem niższe ciśnienie to niższe stężenie w roztworze. Wszyscy znamy doskonale ten efekt towarzyszący otwarciu butelki napoju gazowanego.
O ile wzrost stężenia wpływa dodatnio na rozpuszczalność gazu w cieczy, o tyle temperatura ma działanie przeciwne. Większa energia translacji ułatwia większej ilości cząsteczek gazu wyrwanie się z objętości cieczy i przejścia z powrotem w stan gazowy. Możemy spojrzeć na tę zależność inaczej - ponieważ rozpuszczanie gazu jest zjawiskiem egzotermicznym, sprzyjać mu będzie obniżanie temperatury.
Ciecz w stanie nadkrytycznym Gaz można skroplić dopiero w temperaturze poniżej pewnej temperatury, zwanej temperaturą krytyczna i powyżej pewnego ciśnienia, zwanego ciśnieniem krytycznym. Skroplenie gazu w warunkach nie odpowiadających tym parametrom jest niemożliwe. Jeżeli jednak gaz sprężymy powyżej ciśnienia krytycznego, ale jego temperatura będzie jednak wyższa od krytycznej - uzyskamy stan materii zwany cieczą w stanie nadkrytycznym. Jest to stan łączący cechy gazu (niska lepkość, łatwość penetracji) z cechami cieczy (rozpuszczanie substancji stałych).
źródła
