Sabit hacimli bir kapta $2 \text{ mol } CH_4$ ve $3 \text{ mol } C_2H_6$ gazları karışımı bulunmaktadır. Toplam basınç $5 \text{ atm}$ olduğuna göre, $CH_4$ gazının kısmi basıncı kaç atm'dir?
A) $1$Bu tür sorular, gaz karışımlarında her bir gazın toplam basınca yaptığı katkıyı anlamamızı sağlayan Dalton'ın Kısmi Basınçlar Yasası ile ilgilidir. Dalton'ın yasasına göre, bir gaz karışımındaki her bir gazın kısmi basıncı, o gazın mol kesri ile toplam basıncın çarpımına eşittir.
Şimdi soruyu adım adım çözelim:
Kapta bulunan $CH_4$ gazının mol sayısı $n_{CH_4} = 2 \text{ mol}$'dür.
Kapta bulunan $C_2H_6$ gazının mol sayısı $n_{C_2H_6} = 3 \text{ mol}$'dür.
Toplam mol sayısı $n_{toplam} = n_{CH_4} + n_{C_2H_6}$ formülüyle bulunur.
$n_{toplam} = 2 \text{ mol} + 3 \text{ mol} = 5 \text{ mol}$
Bir gazın mol kesri, o gazın mol sayısının toplam mol sayısına oranıdır. $CH_4$ gazının mol kesri $X_{CH_4}$ aşağıdaki formülle bulunur:
$X_{CH_4} = \frac{n_{CH_4}}{n_{toplam}}$
$X_{CH_4} = \frac{2 \text{ mol}}{5 \text{ mol}} = 0.4$
Dalton'ın Kısmi Basınçlar Yasası'na göre, bir gazın kısmi basıncı ($P_{CH_4}$), o gazın mol kesri ($X_{CH_4}$) ile toplam basıncın ($P_{toplam}$) çarpımına eşittir:
$P_{CH_4} = X_{CH_4} \times P_{toplam}$
Soruda verilen toplam basınç $P_{toplam} = 5 \text{ atm}$'dir.
$P_{CH_4} = 0.4 \times 5 \text{ atm} = 2 \text{ atm}$
$CH_4$ gazının kısmi basıncı $2 \text{ atm}$'dir.
Cevap B seçeneğidir.
