ડાલ્ટનનો આંશિક દબાણનો નિયમ

ડાલ્ટનનો આંશિક દબાણનો નિયમ (Law of partial pressures) : બે અથવા વધુ વાયુઓના મિશ્રણમાં રહેલ પ્રત્યેક વાયુનો જથ્થો, તેનું દબાણ અને વાયુમિશ્રણના કુલ દબાણ વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવતો નિયમ. બ્રિટિશ રસાયણવિજ્ઞાની જ્હૉન ડાલ્ટને આ નિયમ 1801માં રજૂ કર્યો હોવાથી તેને ડાલ્ટનનો નિયમ પણ કહે છે. આ નિયમ મુજબ ‘એકબીજા સાથે પ્રક્રિયા કરતા ન હોય તેવા વાયુઓ અથવા બાષ્પના મિશ્રણનું કુલ દબાણ મિશ્રણમાંના ઘટકોનાં આંશિક દબાણોના સરવાળા બરાબર હોય છે.’

કુલ દબાણ P = P_A + P_B + P_C + …… = ∑Pi …………………………(i)

અહીં આંશિક દબાણ (P_i) એટલે ઘટક પોતે તે જ તાપમાને મિશ્રણે રોકેલા કદ જેટલું કદ રોકે ત્યારે જોવા મળતું તેનું દબાણ. ખરેખર તો આ નિયમ ફક્ત આદર્શ વાયુઓને જ લાગુ પડે છે. વાસ્તવિક (real) વાયુઓનાં મિશ્રણો પણ મિશ્રણનું કુલ દબાણ શૂન્ય થવા જાય ત્યારે આ નિયમને અનુસરે છે; કારણ કે અત્યંત નીચા દબાણે વાસ્તવિક વાયુ આદર્શ વાયુની વર્તણૂક દર્શાવે છે. વ્યવહારમાં ઘણી વાર સામાન્ય વાયુઓને આદર્શ ગણીને આ નિયમનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

રસાયણવિજ્ઞાનીઓને ઘણી વખત વાયુઓના મિશ્રણ સાથે કામ પાડવું પડે છે; જેમ કે, મોસમવિજ્ઞાન(meteorology)માં વાતાવરણના ગુણધર્મો, આયુર્વિજ્ઞાન(medicine)માં ઉચ્છવાસિત હવા, એમોનિયાના ઔદ્યોગિક સંશ્લેષણમાં હાઇડ્રોજન અને નાઇટ્રોજનનાં મિશ્રણો. આવે વખતે વાયુરૂપ મિશ્રણમાંનો પ્રત્યેક ઘટક કુલ દબાણમાં કેટલો ફાળો આપે છે તે જાણવું જરૂરી હોય છે.

વાયુમિશ્રણમાંના પ્રત્યેક ઘટકનું આંશિક દબાણ આદર્શ-વાયુ સમીકરણ (ideal અથવા perfect gas equation), PV=nRT, પરથી નક્કી કરી શકાય. અહીં n એ મિશ્રણનો જથ્થો મોલમાં, P એ મિશ્રણનું કુલ દબાણ, V તેનું કદ અને T તાપમાન (K) તથા R વાયુ-અચળાંક(gas constant) છે, Rનું મૂલ્ય 1986માં 8.314 51 JK^-1 મોલ^-1 (અથવા 1.987 22 કૅલરી K^-1 મોલ^-1) નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું. જો મિશ્રણમાં વાયુ Aના n_A મોલ, Bના n_B મોલ, Cના n_C મોલ…. આવેલા હોય તો કુલ મોલ (n)

n = n_A + n_B + n_C + …. = ∑ni        ……………………………………………(ii)

વાયુમિશ્રણ અને તેમાંનો પ્રત્યેક ઘટક આદર્શ-વાયુ સમીકરણને અનુસરતો હોય તો

ઉપરના સમીકરણ(ii)માં આ મૂલ્યો મૂકતાં

P = P_A + P_B + P_C +………….. = ∑Pi

વાયુ મિશ્રણમાંના પ્રત્યેક ઘટકના આંશિક દબાણને કુલ દબાણ (P) વડે ભાગવામાં આવે તો

જ્યાં  ને જે તે ઘટકના મોલ-અંશ (mole fraction), Xi, તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ રાશિનો ફાયદો એ છે કે તે સહેલાઈથી ગણી શકાય છે અને તે આંશિક દબાણની ગણતરીમાં મદદરૂપ થાય છે :

જ. દા. તલાટી