आंशिक दबाव: Difference between revisions

Revision as of 22:34, 10 February 2023

गैसों के मिश्रण में, प्रत्येक घटक गैस काआंशिक दबाव होता है जो उस घटक गैस का कल्पित दबाव होता है, जैसे कि यह अकेले उसी तापमान पर मूल मिश्रण के पूरे आयतन पर अधिकार कर लेता है।^[1] एक आदर्श गैस मिश्रण का कुल दबाव मिश्रण में गैसों के आंशिक दबावों का योग होता है (डाल्टन का नियम)।

गैस का आंशिक दबाव गैस के अणुओं की उष्मागतिकी गतिविधि है। गैसें अपने आंशिक दबावों के अनुसार घुलती हैं, फैलती हैं और प्रतिक्रिया करती हैं, लेकिन गैस मिश्रण या तरल पदार्थों में उनकी सांद्रता के अनुसार नहीं होता है। गैसों का यह सामान्य गुण जीव विज्ञान में गैसों की रासायनिक अभिक्रियाओं में है। उदाहरण के लिए, मानव श्वसन के लिए ऑक्सीजन की आवश्यक मात्रा, और जहरीली मात्रा,अकेले ऑक्सीजन के आंशिक दबाव द्वारा निर्धारित की जाती है। यह विभिन्न साँस लेने वाली श्वास ,गैसों में सम्मिलित या रक्त में घुलने वाली ऑक्सीजन की विभिन्न सांद्रता की विस्तृत श्रृंखला में है;^[2] नतीजतन, मिश्रण अनुपात, जैसे श्वास लेने योग्य 20% ऑक्सीजन और 80% नाइट्रोजन, वजन या द्रव्यमान के विपरीत मात्रा द्वारा निर्धारित किए जाते हैं।^[3] इसके अतिरिक्त, धमनी रक्त गैसों के परीक्षण में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के आंशिक दबावके महत्वपूर्ण मापदंड(पैरामीटर) हैं। दबावों को भी मापा जा सकता है, उदाहरण के लिए, मस्तिष्कमेरु द्रव।

प्रतीक

दबाव का प्रतीक सामान्यतः $P$ या $p$ होता है, जो दबाव की पहचान करने के लिए सबस्क्रिप्ट का उपयोग कर सकते हैं, और गैस प्रजातियों को भी सबस्क्रिप्ट द्वारा संदर्भित किया जाता है। संयुक्त होने पर, ये सबस्क्रिप्ट पुनरावर्ती रूप से लागू होते हैं।^[4]^[5] उदाहरण:

$P_{1}$ या $p_{1}$ = समय पर दबाव 1
$P_{{\ce {H2}}}$ या $p_{{\ce {H2}}}$ = हाइड्रोजन का आंशिक दबाव
$P_{v_{{\ce {O2}}}}$ या $p_{v_{{\ce {O2}}}}$ = ऑक्सीजन का शिरापरक आंशिक दबाव

डाल्टन का आंशिक दबावों का नियम

File:Schematic Depicting Dalton's Law.jpg

डाल्टन के नियम की अवधारणा को दर्शाने वाला योजनाबद्ध।

डाल्टन का नियम इस तथ्य को व्यक्त करता है कि आदर्श गैसों के मिश्रण का कुल दबाव मिश्रण में अलग-अलग गैसों के आंशिक दबावों के योग के बराबर होता है।^[6] यह समानता इस तथ्य से उत्पन्न होती है कि आदर्श गैस में, अणु इतने दूर होते हैं कि वे एक दूसरे के साथ संपर्क नहीं करते हैं। वास्तविक दुनिया आदर्श गैस के बहुत समीप हैं। उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन एक आदर्श गैस मिश्रण (N₂), हाइड्रोजन (एच₂) और अमोनिया (NH₃):

p=p_{{\ce {N2}}}+p_{{\ce {H2}}}+p_{{\ce {NH3}}}

कहाँ:

$p$ = गैस मिश्रण का कुल दबाव
$p_{{\ce {N2}}}$ = नाइट्रोजन का आंशिक दबाव (N₂)
$p_{{\ce {H2}}}$ = हाइड्रोजन का आंशिक दबाव (एच₂)
$p_{{\ce {NH3}}}$ = अमोनिया का आंशिक दबाव (NH₃)

आदर्श गैस मिश्रण

आदर्श रूप से आंशिक दबावों का अनुपात अणुओं की संख्या के अनुपात के बराबर होता है। यानी मोल अंश $x_{\mathrm {i} }$ एक आदर्श गैस मिश्रण में एक व्यक्तिगत गैस घटक के घटक के आंशिक दबाव या घटक के मोल (इकाई) के रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

x_{\mathrm {i} }={\frac {p_{\mathrm {i} }}{p}}={\frac {n_{\mathrm {i} }}{n}}

और इस अभिव्यक्ति का उपयोग करके एक आदर्श गैस में एक व्यक्तिगत गैस घटक का आंशिक दबाव प्राप्त किया जा सकता है:

p_{\mathrm {i} }=x_{\mathrm {i} }\cdot p

where:
$x_{\mathrm {i} }$	= mole fraction of any individual gas component in a gas mixture
$p_{\mathrm {i} }$	= partial pressure of any individual gas component in a gas mixture
$n_{\mathrm {i} }$	= moles of any individual gas component in a gas mixture
$n$	= total moles of the gas mixture
$p$	= total pressure of the gas mixture

गैस मिश्रण में गैस घटक का मोल अंश गैस मिश्रण में उस घटक के आयतन अंश के बराबर होता है।^[7] आंशिक दबावों का अनुपात निम्नलिखित इज़ोटेर्म संबंध पर निर्भर करता है:

{\frac {V_{\rm {X}}}{V_{\rm {tot}}}}={\frac {p_{\rm {X}}}{p_{\rm {tot}}}}={\frac {n_{\rm {X}}}{n_{\rm {tot}}}}

में_X किसी भी व्यक्तिगत गैस घटक (X) का आंशिक आयतन है
वी_tot गैस मिश्रण की कुल मात्रा है
पी_X गैस X का आंशिक दबाव है
पी_tot गैस मिश्रण का कुल दबाव है
एन_X गैस के पदार्थ की मात्रा है (एक्स)
एन_tot गैस मिश्रण में पदार्थ की कुल मात्रा है

आंशिक आयतन (अमगत का योगात्मक आयतन का नियम)

मिश्रण में किसी विशेष गैस का आंशिक आयतन गैस मिश्रण के एक घटक का आयतन होता है। यह गैस मिश्रण में उपयोगी है, उदा। हवा, एक विशेष गैस घटक पर ध्यान केंद्रित करने के लिए, उदा। ऑक्सीजन।

इसे आंशिक दबाव और दाढ़ अंश दोनों से अनुमानित किया जा सकता है:^[8]

V_{\rm {X}}=V_{\rm {tot}}\times {\frac {p_{\rm {X}}}{p_{\rm {tot}}}}=V_{\rm {tot}}\times {\frac {n_{\rm {X}}}{n_{\rm {tot}}}}

में_X मिश्रण में एक व्यक्तिगत गैस घटक X का आंशिक आयतन है
वी_tot गैस मिश्रण की कुल मात्रा है
पी_X गैस X का आंशिक दबाव है
पी_tot गैस मिश्रण का कुल दबाव है
एन_X गैस X के पदार्थ की मात्रा है
एन_tot गैस मिश्रण में पदार्थ की कुल मात्रा है

वाष्प दबाव

File:Vapor pressure chart.svg

विभिन्न तरल पदार्थों के लिए लॉग-लिन वाष्प दबाव चार्ट

वाष्प दबाव अपने गैर-वाष्प चरणों (यानी, तरल या ठोस) के साथ संतुलन में वाष्प का दबाव होता है। अक्सर इस शब्द का प्रयोग द्रव के वाष्पित होने की प्रवृत्ति का वर्णन करने के लिए किया जाता है। यह अणुओं और परमाणुओं की तरल या ठोस से बचने की प्रवृत्ति का माप है। एक तरल का वायुमंडलीय दबाव क्वथनांक उस तापमान से मेल खाता है जिस पर उसका वाष्प दबाव आसपास के वायुमंडलीय दबाव के बराबर होता है और इसे अक्सर सामान्य क्वथनांक कहा जाता है।

किसी दिए गए तापमान पर तरल का वाष्प दबाव जितना अधिक होता है, तरल का सामान्य क्वथनांक उतना ही कम होता है।

प्रदर्शित वाष्प दाब चार्ट में विभिन्न प्रकार के तरल पदार्थों के लिए वाष्प दाब बनाम तापमान के ग्राफ हैं।^[9] जैसा कि चार्ट में देखा जा सकता है, उच्चतम वाष्प दबाव वाले तरल पदार्थों में सबसे कम सामान्य क्वथनांक होते हैं।

उदाहरण के लिए, किसी दिए गए तापमान पर, मिथाइल क्लोराइड में चार्ट में किसी भी तरल पदार्थ का उच्चतम वाष्प दबाव होता है। इसका न्यूनतम सामान्य क्वथनांक (−24.2 °C) भी होता है, जहां मिथाइल क्लोराइड (नीली रेखा) का वाष्प दाब वक्र पूर्ण वाष्प दाब के एक वायुमंडल (वातावरण (इकाई)) की क्षैतिज दाब रेखा को काटता है। ध्यान दें कि अधिक ऊंचाई पर, वायुमंडलीय दबाव समुद्र तल से कम होता है, इसलिए तरल पदार्थों के क्वथनांक कम हो जाते हैं। माउंट एवरेस्ट के शीर्ष पर, वायुमंडलीय दबाव लगभग 0.333 atm है, इसलिए ग्राफ़ का उपयोग करके, दिएथील ईथर का क्वथनांक समुद्र तल (1 atm) पर लगभग 7.5 °C बनाम 34.6 °C होगा।

गैस मिश्रण से संबंधित प्रतिक्रियाओं का संतुलन स्थिरांक

प्रत्येक गैस के आंशिक दबाव और समग्र प्रतिक्रिया सूत्र को देखते हुए गैसों के मिश्रण को शामिल करने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए संतुलन स्थिरांक का काम करना संभव है। गैस अभिकारकों और गैस उत्पादों से संबंधित उत्क्रमणीय प्रतिक्रिया के लिए, जैसे: <केम डिस्प्ले= ब्लॉक >{\मैथिट{ए}ए} + {\मैथिट{बी}बी} <=> {\मैथिट{सी}सी} + {\मैथिट{डी}डी}</केम>

प्रतिक्रिया का संतुलन स्थिरांक होगा:

K_{p} = p_{C}^{c} p

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

@@ Line 5: / Line 5: @@
 == प्रतीक ==
-दबाव का प्रतीक आमतौर पर होता है {{math|''P''}} या {{math|''p''}} जो दबाव की पहचान करने के लिए एक सबस्क्रिप्ट का उपयोग कर सकते हैं, और गैस प्रजातियों को भी सबस्क्रिप्ट द्वारा संदर्भित किया जाता है। संयुक्त होने पर, ये सबस्क्रिप्ट पुनरावर्ती रूप से लागू होते हैं।<ref name="Elsevier guide">{{cite web|last1=Staff|title=Symbols and Units|url=https://www.elsevier.com/__data/promis_misc/RESPNBsymbolsunits.pdf |archive-url=https://web.archive.org/web/20150723160454/http://www.elsevier.com/__data/promis_misc/RESPNBsymbolsunits.pdf |archive-date=2015-07-23 |url-status=live |website=Respiratory Physiology & Neurobiology : Guide for Authors|publisher=Elsevier|access-date=3 June 2017|page=1|quote=All symbols referring to gas species are in  subscript,}}</ref><ref>{{GoldBookRef |title=pressure,  ''p'' |file=P04819 }}</ref>
+दबाव का प्रतीक सामान्यतः {{math|''P''}} या {{math|''p''}} होता है, जो दबाव की पहचान करने के लिए सबस्क्रिप्ट का उपयोग कर सकते हैं, और गैस प्रजातियों को भी सबस्क्रिप्ट द्वारा संदर्भित किया जाता है। संयुक्त होने पर, ये सबस्क्रिप्ट पुनरावर्ती रूप से लागू होते हैं।<ref name="Elsevier guide">{{cite web|last1=Staff|title=Symbols and Units|url=https://www.elsevier.com/__data/promis_misc/RESPNBsymbolsunits.pdf |archive-url=https://web.archive.org/web/20150723160454/http://www.elsevier.com/__data/promis_misc/RESPNBsymbolsunits.pdf |archive-date=2015-07-23 |url-status=live |website=Respiratory Physiology & Neurobiology : Guide for Authors|publisher=Elsevier|access-date=3 June 2017|page=1|quote=All symbols referring to gas species are in  subscript,}}</ref><ref>{{GoldBookRef |title=pressure,  ''p'' |file=P04819 }}</ref>
 उदाहरण:
 *<math>P_1</math> या <math>p_1</math> = समय पर दबाव 1
@@ Line 12: / Line 12: @@
 ==डाल्टन का आंशिक दबावों का नियम==
-{{main|Dalton's law}}
+{{main|डाल्टन का नियम }}
-[[File:Schematic Depicting Dalton's Law.jpg|thumb|डाल्टन के नियम की अवधारणा को दर्शाने वाला योजनाबद्ध।]]डाल्टन का नियम इस तथ्य को व्यक्त करता है कि आदर्श गैसों के मिश्रण का कुल दबाव मिश्रण में अलग-अलग गैसों के आंशिक दबावों के योग के बराबर होता है।<ref>[http://www.chm.davidson.edu/vce/gaslaws/daltonslaw.html Dalton's Law of Partial Pressures]</ref> यह समानता इस तथ्य से उत्पन्न होती है कि एक आदर्श गैस में, अणु इतनी दूर होते हैं कि वे एक दूसरे के साथ बातचीत नहीं करते हैं। अधिकांश वास्तविक वास्तविक दुनिया गैसें इस आदर्श के बहुत करीब आती हैं। उदाहरण के लिए, [[नाइट्रोजन]] का एक आदर्श गैस मिश्रण (N<sub>2</sub>), [[हाइड्रोजन]] (एच<sub>2</sub>) और [[अमोनिया]] (NH<sub>3</sub>):
+[[File:Schematic Depicting Dalton's Law.jpg|thumb|डाल्टन के नियम की अवधारणा को दर्शाने वाला योजनाबद्ध।]]डाल्टन का नियम इस तथ्य को व्यक्त करता है कि आदर्श गैसों के मिश्रण का कुल दबाव मिश्रण में अलग-अलग गैसों के आंशिक दबावों के योग के बराबर होता है।<ref>[http://www.chm.davidson.edu/vce/gaslaws/daltonslaw.html Dalton's Law of Partial Pressures]</ref> यह समानता इस तथ्य से उत्पन्न होती है कि आदर्श गैस में, अणु इतने दूर होते हैं कि वे एक दूसरे के साथ संपर्क नहीं करते हैं। वास्तविक दुनिया आदर्श गैस के बहुत समीप हैं। उदाहरण के लिए, [[नाइट्रोजन]] एक आदर्श गैस मिश्रण (N<sub>2</sub>), [[हाइड्रोजन]] (एच<sub>2</sub>) और [[अमोनिया]] (NH<sub>3</sub>):
 <math chem display="block">p = p_\ce{N2} + p_\ce{H2} + p_\ce{NH3}</math>

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