10.21 Notion de pression partielle
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
plusieurs, on ne peut considérer la question qu’en termes de probabilité. À la 12° solution, on ne
peut être certain que la solution contienne une molécule.
Exercice 10.21 Notion de pression partielle
La pression partielle d’un gaz dans un mélange de gaz est déterminée par :
➤ A. Le rapport entre la masse de ce gaz et la masse totale du mélange.
➤ B. Le rapport entre la quantité de ce gaz et la quantité totale de tous les gaz
dans le mélange.
➤ C. Le rapport entre le nombre de molécules de ce gaz et le nombre total de
molécules dans le mélange.
➤ D. La masse molaire de ce gaz.
Y a-t-il une, ou plusieurs, propositions exactes ?
Solution
Deux idées de base (à ne jamais perdre de vue) sont que :
– Tous les gaz, dans la mesure où on les suppose parfaits, ont la même équation d’état : pV ϭ
nRT, avec la même constante R.
– La pression d’un mélange de gaz est la somme des pressions sous lesquelles se trouverait
chacun des constituants du mélange s’il occupait seul le même volume que le mélange.
Autrement dit, la loi du gaz parfait est applicable séparément à chaque constituant i d’un
mélange, aussi bien qu’à la totalité du mélange prise globalement.
Pour chaque constituant : p i ϭ n i RT/V (p i ϭ pression partielle)
Pour l’ensemble : p T ϭ n T RT/V (p T ϭ pression totale)
Pour une valeur donnée de n, la pression totale est la même si n est la somme des n i de plusieurs
gaz ou si c’est la quantité d’un seul gaz.
Il en résulte que la contribution à la pression totale apportée par un gaz est proportionnelle à sa
propre quantité n i . La fraction de la pression totale due à chaque gaz est (n i /n T )p T : le rapport (n i /
n T ) est la fraction molaire (y i ) de chaque gaz.
C’est donc la proposition B qui est exacte. La proposition C n’est pas fausse, puisque le
rapport des quantités est égal au rapport du nombre de molécules, mais en pratique on n’utilise
jamais les nombres de molécules. A et D sont fausses.
Pression partielle d’un gaz dans un mélange
Exercice 10.22
Dans une enceinte dont le volume est égal à 10 litres, et où l’on a préalablement fait le vide, on a introduit : 3,0 g de diazote N 2 , 2,2 g d’hélium He et 1,9
g de dihydrogène H 2 .
➤ Quelle est la pression totale dans l’enceinte à 30 °C ?
➤ Quelle est la pression partielle de chaque gaz ?
Solution
La pression exercée par un gaz, V et T étant fixés, ne dépend pas de la nature de ce gaz ou de la
masse de ses molécules, mais uniquement de leur nombre dans le volume V.
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plusieurs, on ne peut considérer la question qu’en termes de probabilité. À la 12° solution, on ne
peut être certain que la solution contienne une molécule.
Exercice 10.21 Notion de pression partielle
La pression partielle d’un gaz dans un mélange de gaz est déterminée par :
➤ A. Le rapport entre la masse de ce gaz et la masse totale du mélange.
➤ B. Le rapport entre la quantité de ce gaz et la quantité totale de tous les gaz
dans le mélange.
➤ C. Le rapport entre le nombre de molécules de ce gaz et le nombre total de
molécules dans le mélange.
➤ D. La masse molaire de ce gaz.
Y a-t-il une, ou plusieurs, propositions exactes ?
Solution
Deux idées de base (à ne jamais perdre de vue) sont que :
– Tous les gaz, dans la mesure où on les suppose parfaits, ont la même équation d’état : pV ϭ
nRT, avec la même constante R.
– La pression d’un mélange de gaz est la somme des pressions sous lesquelles se trouverait
chacun des constituants du mélange s’il occupait seul le même volume que le mélange.
Autrement dit, la loi du gaz parfait est applicable séparément à chaque constituant i d’un
mélange, aussi bien qu’à la totalité du mélange prise globalement.
Pour chaque constituant : p i ϭ n i RT/V (p i ϭ pression partielle)
Pour l’ensemble : p T ϭ n T RT/V (p T ϭ pression totale)
Pour une valeur donnée de n, la pression totale est la même si n est la somme des n i de plusieurs
gaz ou si c’est la quantité d’un seul gaz.
Il en résulte que la contribution à la pression totale apportée par un gaz est proportionnelle à sa
propre quantité n i . La fraction de la pression totale due à chaque gaz est (n i /n T )p T : le rapport (n i /
n T ) est la fraction molaire (y i ) de chaque gaz.
C’est donc la proposition B qui est exacte. La proposition C n’est pas fausse, puisque le
rapport des quantités est égal au rapport du nombre de molécules, mais en pratique on n’utilise
jamais les nombres de molécules. A et D sont fausses.
Pression partielle d’un gaz dans un mélange
Exercice 10.22
Dans une enceinte dont le volume est égal à 10 litres, et où l’on a préalablement fait le vide, on a introduit : 3,0 g de diazote N 2 , 2,2 g d’hélium He et 1,9
g de dihydrogène H 2 .
➤ Quelle est la pression totale dans l’enceinte à 30 °C ?
➤ Quelle est la pression partielle de chaque gaz ?
Solution
La pression exercée par un gaz, V et T étant fixés, ne dépend pas de la nature de ce gaz ou de la
masse de ses molécules, mais uniquement de leur nombre dans le volume V.