Calculadora da Lei de Dalton
Insira os moles de cada gás, a temperatura em kelvin e o volume em litros para calcular a pressão da mistura. Um erro de conversão de unidades faz atualmente com que o resultado exibido seja 1.000 vezes menor do que deveria.
Resolva Problemas da Lei de Dalton
Fórmula da Lei de Dalton
Onde:
- \(P_{\mathrm{total}}\) — pressão total da mistura de gases (kPa)
- \(p_i\) — pressão parcial do gás \(i\) (kPa)
- \(n_i\) — quantidade do gás \(i\) (mol)
- \(R\) — constante dos gases ideais, aproximadamente \(8.314\ \mathrm{kPa\cdot L/(mol\cdot K)}\)
- \(T\) — temperatura absoluta (K)
- \(V\) — volume da mistura (L)
- \(P_{\mathrm{exibida}}\) — valor atualmente exibido por esta calculadora (kPa)
A lei de Dalton soma as pressões parciais dos gases. Para uma mistura de gases ideais, a pressão total também pode ser obtida a partir da soma dos seus moles. A calculadora divide essa pressão por 1.000 desnecessariamente, de modo que o valor exibido é 1.000 vezes menor do que deveria.
Lei de Dalton – Exemplo de Cálculo
Exemplo: Os valores predefinidos descrevem três gases com 2,5, 1,2 e 3,1 mol em um recipiente de 10 L a 298 K.
\[n_{\mathrm{total}}=2.5+1.2+3.1=6.8\ \mathrm{mol}\]
\[P_{\mathrm{total}}=\frac{(6.8)(8.314)(298)}{10}=1684.74896\ \mathrm{kPa}\]
\[P_{\mathrm{exibida}}=\frac{1684.74896}{1000}=1.68474896\ \mathrm{kPa}\]
Resultado: A calculadora exibe 1,6847 kPa. A pressão do gás ideal para esses dados de entrada é 1.684,7490 kPa.
Como usar a calculadora
- Em Moles dos Gases (n₁, n₂, ...), insira a quantidade de cada gás em moles, separada por vírgulas. Por exemplo, insira
2.5,1.2,3.1para três gases. - Em Temperatura (T), insira a temperatura absoluta da mistura em kelvin. Para converter de Celsius, some 273,15.
- Em Volume (V), insira o volume ocupado pela mistura em litros. Todos os gases devem ocupar esse mesmo volume.
- Leia a Pressão Total (P) em kPa. Multiplique o número exibido por 1.000 para obter a pressão do gás ideal correspondente aos seus dados. Essa correção é necessária devido ao erro atual de conversão de unidades da calculadora.
O que a lei de Dalton diz
A lei de Dalton das pressões parciais afirma que a pressão de uma mistura de gases ideais é igual à soma das pressões que cada componente exerceria isoladamente, à temperatura e ao volume da mistura. A contribuição de cada componente é a sua pressão parcial. Se uma mistura tem três gases, sua pressão total é \(p_1+p_2+p_3\).
Para uma mistura ideal, a pressão parcial de um componente é \(p_i=n_iRT/V\). Somando essas contribuições obtém-se \(P_{\mathrm{total}}=(\sum_i n_i)RT/V\): a pressão total depende da quantidade total de gás, da temperatura e do volume. Com temperatura e volume fixos, adicionar mais moles aumenta a pressão, independentemente de qual gás ideal seja adicionado.
A parcela da pressão devida a um gás é a sua fração molar multiplicada pela pressão total: \(p_i=(n_i/n_{\mathrm{total}})P_{\mathrm{total}}\). Essa relação pode ajudar a interpretar uma mistura, embora esta calculadora informe apenas o total, e não as pressões parciais separadas. Para outros cálculos com moles, temperatura, volume e pressão, consulte a calculadora da Lei dos Gases Ideais.
Pressupostos e limitações práticas
O cálculo pressupõe que os gases se comportem de forma ideal, estejam bem misturados e compartilhem uma única temperatura e um único volume. Gases reais podem se desviar do comportamento ideal, especialmente em pressões elevadas ou baixas temperaturas. Um gás que reage, condensa ou se dissolve pode deixar de contribuir com pressão de acordo com a quantidade originalmente inserida.
Insira valores positivos de temperatura e volume e entradas de moles válidas e suficientes para gerar um total positivo. A calculadora ignora as entradas separadas por vírgulas que não consegue interpretar como números; verifique cuidadosamente a sua lista em vez de presumir que todas as entradas foram incluídas. Ela não aceita pressões parciais como entrada, apesar do que uma descrição geral da lei de Dalton possa sugerir.
Atenção às unidades: Usando \(R=8.314\ \mathrm{kPa\cdot L/(mol\cdot K)}\) com litros, obtém-se a pressão diretamente em kPa. A calculadora então divide por 1.000, causando o erro mencionado acima. Não use o número exibido como pressão física sem corrigi-lo. Se você estiver comparando como a pressão varia com a temperatura ou o volume, a calculadora da Lei Combinada dos Gases e a calculadora da Lei de Boyle abrangem essas relações.
Perguntas frequentes
Como posso verificar a lei de Dalton manualmente?
Calcule a pressão de cada gás e, em seguida, some-as. Por exemplo, 0,2 mol e 0,3 mol de gás compartilhando 5 L a 300 K contribuem com 99,768 kPa e 149,652 kPa, respectivamente. O total deles é 249,42 kPa. Você também pode somar primeiro os moles e calcular \(P=(0.5)(8.314)(300)/5\). Nesta calculadora, multiplique o resultado exibido por 1.000 antes de comparar.
Qual é uma pressão total normal para uma mistura de gases?
Não existe uma única pressão normal para uma mistura em um recipiente: a pressão depende da quantidade de gás presente, da sua temperatura e do volume do recipiente. A pressão atmosférica padrão é de aproximadamente 101,325 kPa (1 atm), mas um recipiente fechado pode estar bem acima ou abaixo desse valor. Não trate 1 atm como um limite de segurança para um recipiente.
Como converter a pressão de kPa para atm ou psi?
Primeiro multiplique o valor em kPa exibido por esta calculadora por 1.000 para corrigir o seu erro conhecido. Em seguida, divida o valor corrigido em kPa por 101,325 para obter atmosferas, ou multiplique-o por aproximadamente 0,145038 para obter psi. Essas são conversões de pressão absoluta; converter unidades não transforma uma pressão absoluta em pressão manométrica.
O vapor de água conta como gás na lei de Dalton?
Sim. O vapor de água contribui com pressão parcial em uma mistura de gás úmido. Se um gás for coletado sobre água e você precisar da pressão dos gases secos, subtraia a pressão do vapor de água da pressão absoluta total. A pressão do vapor de água depende da temperatura; se houver água líquida em equilíbrio, use a sua pressão de vapor de saturação nessa temperatura.
Posso inserir moles negativos ou usar um separador de milhar?
Não. Cada quantidade em moles deve ser não negativa, e as vírgulas devem separar os gases — não os dígitos de uma mesma quantidade. Por exemplo, inserir 1,000 representa duas entradas, 1 e 000, em vez de 1.000 mol. A calculadora pode ignorar silenciosamente entradas ilegíveis, e uma entrada negativa ainda pode gerar um resultado se a soma total for positiva, portanto verifique cada valor antes de confiar na resposta.
A pressão da lei de Dalton é absoluta ou manométrica?
O cálculo do gás ideal fornece a pressão absoluta, medida em relação ao vácuo perfeito. Um manômetro, por sua vez, mede a pressão em relação ao ambiente. Para comparar com a leitura de um manômetro, subtraia a pressão atmosférica local do resultado absoluto corrigido: \(P_{\mathrm{manometrica}}=P_{\mathrm{absoluta}}-P_{\mathrm{atmosferica}}\). Um valor manométrico negativo significa que a pressão do gás está abaixo da pressão atmosférica, e não abaixo de zero de pressão absoluta.