Mikä on Daltonin laki?

Daltonin laki on periaate, jota käytetään kemiassa ennustamaan sekakaasujen pitoisuus paineen suhteen. Se tunnetaan myös nimellä Daltonin osapaineen laki, ja siinä todetaan, että koko kaasuseoksen kohdistetun paineen summa on yhtä suuri kuin kaikkien seoksen paineiden summa. Englantilainen kemisti ja fyysikko John Dalton esitteli 1800 -luvun alussa Daltonin lain, joka koskee ihanteellisia kaasuja absoluuttisena empiirisenä lakina eikä todellisina kaasuina. Syynä tähän ovat ensimmäisessä mukana olevien molekyylien elastiset ominaisuudet sekä pieni hiukkastilavuus. Useimmissa tapauksissa todellisten kaasujen virhemarginaalia pidetään kuitenkin vähäisenä.

Matemaattisesti Daltonin laki voidaan ilmaista muodossa P (1) + P (2) +… P (n), missä P = paine. Kuten laki huomauttaa, kunkin kaasukomponentin yhdistetty paine seoksessa on yhtä suuri kuin kunkin kaasun kokonaispaine koko seoksessa. Paineen esitys mitataan kilopaskaliyksiköinä ja kirjoitetaan kPa: na.

Lähes kaikki ovat havainneet tämän ilmiön omakohtaisesti jossain vaiheessa, olipa Daltonin laki virallisesti tuttu tai ei. Voisi jopa muistaa klassisen tieteellisen kokeilun kouluvuosiltaan, jossa vettä syrjäytettiin lasipullosta, kun sitä pidettiin vedellä täytetyn kourun alla. Oppiaiheena oli, että vaikka pullo oli tyhjennetty vedestä, sitä ei oikeastaan ​​jätetty tyhjäksi ollenkaan. Sen sijaan se täyttyi näkymättömästä kaasusta veden siirtyessä. Tämä sama vaikutus voidaan havaita, kun teet jotain niin arkipäivää kuin peset lasin veden pesualtaassa tai katsot pienen lapsen leikkivän muovikupilla kylpyammeessa.

Yllä olevassa skenaariossa on mahdollista määrittää pullon sieppaaman näkymättömän kaasun, nimittäin vedyn, aiheuttaman paineen määrä. Tämä tehdään viittaamalla taulukkoon, joka esittää vesihöyryn paineen eri lämpötiloissa, koska tietty määrä vesihöyryä on otettava huomioon yhtälössä. Laskelma olisi paineen kokonaismäärä vähennettynä vesihöyryn paineella. Tulos olisi sama kuin vetykaasun paine.

Vaikka Daltonin laki palvelee ensisijaisesti tarkoitusta laboratoriossa, sillä on myös tosielämän sovelluksia. Esimerkiksi sukeltajat haluavat tietää, miten ilma ja typpi vaikuttavat eri paineisiin eri veden syvyyksissä. Sitä käytetään myös määrittämään tiettyjen kaasujen pitoisuus ilmakehässä.