04.02.07 – සංයුක්ත වායු නියමය හා ඩොල්ටන්ගේ ආංශික පීඩන නියමය

0
386

සංයුක්ත වායු නියමය

වායු ප්‍රමාණය මවුලවලින් මැන්න විට සියලු වායු, පීඩනය, පරිමාව හා උෂ්ණත්වයට අනුබද්ධව එකම ආකාරයකට හැසිරේ.

නිත්‍ය වායු ප්‍රමාණයක උෂ්ණත්වය, පීඩනය හා පරිමාව ආදී රාශීන් T1, P1, V1 සිට T2, P2, V2 දක්වා වෙනස් කරන විට, පරිපූර්ණ වායු සමීකරණයම අනුපාතයක් ලෙස ලිවිය හැකිය.

  මෙය සංයුක්ත වායු නියමය ලෙස හැඳින්වේ.

1.7 නිදසුන

25 C සහ 760mmHg පීඩනයකදී  ලද වායු ප්‍රමාණයක පරිමාව 600 cm3 වේ. දී එහි පරිමාව 10 Cවන විට එහි පීඩනය කුමක් වේද?

(T1, P1, V1සිට (T2, P2, V2) දක්වා අපට ලිවිය හැකිය.

ඩෝල්ටන් ගේ ආංශික පීඩන නියමය

  • රසායනික වශයෙන් එකිනෙක ප්‍රතික්‍රියා නොකරන වායූන් අඩංගු මිශ්‍රණයක් V නම් පරීමාවක පැතිරී ඇතැයි සලකමු. ඒ තුළ අඩංගු යම් වායු සංඝටකයක් එම උෂ්ණත්වයේදී ම එම V පරිමාවේ පැතිරී ඇත්නම්, එවිට එම වායු සංඝටකය අත්කර ගන්නා පීඩනය එම වායුවේ ආංශික පීඩනය ලෙස හඳුන්වයි.
  • පරිපූර්ණ වායු සංඝටක කීපයක් අඩංගු වායු මිශ්‍රණයක මුළු පීඩනය; අඩංගු එක් එක් වායු සංඝටකවල ආංශික පීඩනයන්ගේ මුළු එකතුවට සමාන වේ යන්න ඩෝල්ටන්ගේ ආංශික පීඩන නියමයයි.

එනම් A, B සහ C යන පරිපූර්ණ වායූන් අඩංගු මිශ්‍රණයක A හි ආංශික පීඩනය PA ද, B හි ආංශික පීඩනය PB ද, C හි ආංශික පීඩනය PC ද, එම වායූන් අඩංගු මුළු වායු මිශ්‍රණයේ මුළු පීඩනය PT ද වේ නම්;

ඩෝල්ටන්ගේ ආංශික පීඩන නියමය පරිපූර්ණ වායු සමීකරණය භාවිතයෙන් ගොඩනැඟිය හැකිය.

T උෂ්ණත්වයේ දී V පරිමාවක් තුළ A හා B නම් වායූන් අඩංගු මිශ්‍රණයක් සලකමු. එහි A හි මවුල ප්‍රමාණය nA ද, B හි මවුල ප්‍රමාණය nB ද, මුළු මවුල ප්‍රමාණය nT ද, A හි ආංශික පීඩනය PA ද, B හි ආංශික පීඩනය PB ද, මුළු පීඩනය PT ද යැයි සලකමු.

A වායුව සලකා,

B වායුව සලකා,

මුළු පද්ධතිය සලකා,

T උෂ්ණත්වයේ දී V පරිමාවක් තුළ A හා B නම් වායූන් අඩංගු මිශ්‍රණයක් සලකමු. එහි A හි මවුල ප්‍රමාණය nA ද, B හි මවුල ප්‍රමාණය nB ද, මුළු මවුල ප්‍රමාණය nT ද, A හි ආංශික පීඩනය PA ද, B හි ආංශික පීඩනය PB ද, මුළු පීඩනය PT ද යැයි සලකමු.

A වායුව සලකා,

B වායුව සලකා,

ඩෝල්ටන්ගේ නියමය අනුව;

1  /  3   මඟින්,

2  /  3  මඟින්,

ඒ අනුව,

1.8 නිදසුන

  1.  වායු මිශ්‍රණයක නයිට්‍රජන් වායුව 0.8mol ද ඔක්සිජන් වායුව 0.2mol ද අඩංගු විය. එක්තරා උෂ්ණත්වයක දී වායු මිශ්‍රණයේ පීඩනය 1atm නම්,  එකෙක් වායුව ආංශික පීඩනය ගණනය කරන්න.
  2.  බඳුන රත්කර  නියත උෂ්ණත්වයක පවත්වා ගත් විට N2 වායුව O2 වායු සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර NO2 වායුව සාදයි. සමතුලිතතාවයේ දී බඳුනේහි N2 වායු මවුල 0.7ක් ද, O2 වායු මවුල 0. 15 ක් ද, NO2 වායු මවුල 0.1ද ඇත.  එවිට  වායුවේ  ආංශික පීඩනය 0. 88atm නම් O2 හා NO2 වායුවල ආංශික පීඩනය ගණනය කරන්න.

විසඳුම

1.9 නිදසුන

පහත ප්‍රතික්‍රියාවට අනුව KClO3 රත් කිරීමෙන් ඔක්සිජන් වායුව පිළියෙල කරන්නේ  යැයි සිතන්න.

27 C සහ 760 torr හි දී O2 වායුව 1.50 dm3 ක් ජලය හරහා එකතු කර  නු ලැබේ. 27 C දී ජලවේ සංතෘප්ත  වාෂ්ප පීඩනය 26.7 torr වේ. සෑදුණු O2 වායු මවුල ප්‍රමාණය ගණන කරන්න.

විසඳුම :

ඩෝල්ටන්ගේ නියමයට අනුව,

 පරිපූර්ණ වායු සමීකරණය යෙදීමෙන් ,


අන්තර්ගතය : ඩෝල්ටන්ගේ ආංශික පීඩනය  ආශ්‍රිත ගැටලු

අන්තර්ගතය : පරිපූර්ණ වායු සමීකරණය මගින් වායු නියම ඔප්පු කිරීම

ප්‍රායෝගික පරීක්ෂණය මැග්නීසියම් වල සාපේක්ෂ පරමාණුක ස්කන්ධය පරීක්ෂණාත්මකව නිර්ණය කිරීම

අරමුණ

ලෝහ වල සාපේක්ෂ පරමාණුක ස්කන්ධය නිර්ණය කිරීම් සඳහා අවශ්‍ය වන කුසලතාව.

පෙර පරීක්ෂණ ප්‍රශ්න
  1. ජලය සමග ප්‍රතික්‍රියා නොකරන විවිධ වායු ලයිස්තුගත කරන්න.
  2. තනුක අම්ල සමග වේගයෙන් ප්‍රතික්‍රියා කරන ලෝහ ලැයිස්තුගත කර ඒවා සඳහා තුලිත රසායනික සමීකරණය ලියන්න.
  3. පරිපූර්ණ වායු නියමය සහ ආංශික පීඩනය පිළිබඳව ද නියම ප්‍රකාශ කරන්න. සියලු පද අර්ථ දක්වන්න.
  4. විද්‍යාගාරයේ දී වායු එක්රැස් කර ගැනීමට භාවිතා කරන විවිධ ක්‍රමවේද ලැයිස්තුගත කරන්න.
හැඳින්වීම

වායුමය ප්‍රතික්‍රියා සඳහා වායු පරිමා ඒවායෙහි ස්ටොයිකියෝමිතිය සම්බන්ධතා නිර්ණය කිරීම සඳහා පහසුකම් ලබා දේ. සමහර ලෝහ අම්ල සමග ප්‍රතික්‍රියා කර හයිඩ්‍රජන් වායුව නිදහස් කරයි. මේ පරීක්ෂණයේදී මැග්නීසියම් තනුක HCl සමග ප්‍රතික්‍රියාවෙන් සෑදෙන හයිඩ්‍රජන් වායු ප්‍රමාණය, Mg හි සාපේක්ෂ පරමාණුක ස්කන්ධය ගණනය කිරීමට භාවිතා කෙරේ.

ප්‍රතික්‍රියාවේ දී නිපදවන හයිඩ්‍රජන් වායුව ජලයේ යටිකුරු විස්ථාපනයෙන් වායු පරිමාමානය නමින් හඳුන්වනු ලබන දිග සිහින් ක්‍රමාංකනය කරන ලද වීදුරු නළයකට හෝ බියුරෙට්ටුව එකතු කරගනු ලැබේ. Mg අම්ල සමග ප්‍රතික්‍රියා කරන විට ජලයේ විස්ථාපනය එකතු කර ගන්නා ලද පරිමාව මැන ගනු ලැබේ. වායුවේ උෂ්ණත්වය ඒ හා සම්බන්ධව පවත්නා ජලයේ උෂ්ණත්වය සමාන ලෙස සලකනු ලබන්නේ දෙන ලද ප්‍රමාණවත් කාලයක් තුලදී ජලය හා වායු යන දෙකම තාප ම ය වශයෙන් සමතුලිතතාවය එළැඹීම නිසාය. වායුපරිමාමානයේ ජල පරිමා මට්ටම පිටත ජල මට්ටමට සමාන වන සේ සකසනු ලැබේ. මෙමගින් වායුපරිමාමානයේ පීඩනය පවතින වායුගෝලීය පීඩනයට සමාන වන බව තහවුරු කරගත හැකිය.H2 වායුව ජලය මට්ටමට උඩින් එකතු කරනු කරන බැවින්, ජලයට විශේෂිත වූ වාෂ්ප පීඩනයක් පවතින අතර පිරිසිදු H2 වල(වියලි H2වල )පීඩනය ලබා ගැනීමට නම් ජලයේ වාෂ්ප පීඩනය අඩුකළ යුතුය.

වියළි ඔක්සිජන් වායුවේ පීඩනය ආංශික පීඩනය පිළිබඳ ඩෝල්ටන් නියමයෙන් ගණනය කළ හැකිය.

පීඩනය එක් එක් උෂ්ණත්වයට අදාළ වන ජලයේ වාෂ්ප පීඩනය පහත වගුවට අනුව ලබාගත හැකිය

H2 වායුවේ පරිමාව (V) දන්නා බැවින් එකතු කරන ලද H2 වායු මවුල ගණන පරිපූර්ණ නියමය ඇසුරෙන් ගණනය කළ හැකිය.

Mg හා H2 වායු අතර ස්ටොයිකියෝමිතිය 1:1 අනුපාතය බැවින්, HCl සමග ප්‍රතික්‍රියා කරන ලද Mg වල මවුල ප්‍රමාණය ගණනය කළ හැකිය . ප්‍රතික්‍රියා කරන ලද මැග්නීසියම් පටියේ ස්කන්ධය දන්නා බැවින් පහත ආකාරයට මැග්නීසියම් වල සාපේක්ෂ පරමාණුක ස්කන්ධය ගණනය කළ හැකිය.

අවශ්‍ය උපකරණ හා රසායනාගාර ද්‍රව්‍ය

උපකරණ

  • වායුපරිමාමානය
  • බීකරය
  • බියුරෙට්ටු අඬු
  • බියුරෙට්ටු ආධාරක
  • උෂ්ණත්වමානය
  • බැරෝමීටරය 

රසායන ද්‍රව්‍ය

  • මැග්නීසියම් පටි
  • කම්බි කැබැල්ලක්
පරීක්ෂණ ඇටවුම

පහත පරීක්ෂණ ඇටවුම භාවිතයෙන් ජලය යටිකුරු විස්ථාපනය   වායුව එක් රැස් කර ගනු ලැබේ. වායුපරිමාමාන වෙනුවට යටිකුරු කරන ලද බියුරෙට්ටුවක් වුවද භාවිතා කළ හැකිය.

ආරක්ෂිත පියවර: අම්ල භාවිතයේදී අත්වැසුම් පළඳින්න

ක්‍රමය
  • 10cm3 ක්‍රමාංකිත සිලින්ඩරයකට 2 moldm-3 HCl ද්‍රවනයෙන් 5cm3 ඉවත් කර ගනු ලැබේ.
  • එම HCl මතට පරිස්සමින් ජලය එක්කර ගනිමින් (ජලය හා HCl මිශ්‍ර නොවන සේ) සිලින්ඩරය සම්පූර්ණයෙන් ජලයෙන් පුරවා ගන්න.
  • 1cm මැග්නීසියම් පටියක් ඇබයේ කෙළවරට සම්බන්ධ කර. ඇබය ක්‍රමාංකිත සිලින්ඩරය මත සවිකර ගන්න.
  • සිලින්ඩරය ක්ෂණිකව යටිකුරු කර එහි පහළ කොටස ජලය පුරවා ගත් 1L වන ජලය සහිත බීකරයක ගිල්වන්න.
  • HCl ලෝහය සමග ප්‍රතික්‍රියා කරමින් උඩුකුරු කරන ලද සිලින්ඩරය තුළට වායු එකතු වීම සිදුවන අතර ප්‍රතික්‍රියාව අවසන් වූ පසු සිලින්ඩරය තුල සහ බීකරය තුළ ජල මට්ටම සමානකර වායුවේ පරිමාව නිර්ණය කරගනු ලැබේ. මෙම පරීක්ෂණය තෙවතාවක් සිදුකරන්න.
ප්‍රතිඵල
 01 පරීක්ෂණය02 පරීක්ෂණය03 පරීක්ෂණයසාමාන්‍ය අගය
Mg වල ස්කන්ධය    
නිපදවූ H2වායුවේ පරිමාව    
උෂ්ණත්වය    
H2Oවල ආංශික පීඩනය    
ගණනය කිරීම

01. වියළි H2 පීඩනය නිර්ණය කරන්න. II ඇටවුම යොදා ගන්නේනම් මුළු ජලය වාෂ්ප පීඩනය අඩු කරන්න.

02. මේ පීඩනයmmHg සිට Nm-2වලට පරිවර්තනය කරන්න.

03. පරීක්ෂණයේදී නිපදවාගත් H2 වායුවේ මවුල ගණන ගණනය කිරීමට පරිපූර්ණ වායු සමීකරණය යොදාගන්න.

04. අනතුරුව Mg හා H2 වල ස්ටොයිකියෝමිතිය භාවිතයෙන් Mg වල සාපේක්ෂ පරමාණුක ස්කන්ධය ගණනය කරන්න.

සාකච්ඡාව
  • දෝෂ ඇතිවිය හැකි  ආකාර ගැන සහ සාකච්ඡා කරන්න.
  • ගණනය කරන ලද අගය සම්මත අගය හා සන්සන්දනය කර දෝෂ ප්‍රති ප්‍රතිශතය ගණනය කර කරන්න.
පසු පරීක්ෂණ ප්‍රශ්න
  1. මේ පරීක්ෂණයේ දී යොදා ගත හැකි ලෝහවල නම් ලයිස්තු ගත කරන්න.
  2. තඹ කම්බිය හයිට්‍රිජන් වායුව නිපදවන ප්‍රමාණය කෙරෙහි බලපායි ද?හේතු දක්වන්න.
  3. පිත්තල කැබැල්ල අඩංගු Cu හා Zn ප්‍රතිශතය ගණනය කිරීමට මෙම පරීක්ෂණාත්මක ඇටවුම භාවිතා කළ හැකිද?

ඔබේ අදහස් හා ප්‍රශ්න ඇතුළත් කරන්න.