Partialdruk

Partialdruk, ook wel partiële druk genoemd, is de druk die een bepaald bestanddeel van een gasmengsel uitoefent op de wanden van de ruimte, alsof het gas apart aanwezig was. In een mengsel van meerdere gassen is de totale druk de som van de partiële drukken van alle componenten. Deze relatie volgt uit de wet van Dalton.

Voor een component i in een mengsel geldt p_i = x_i P_total, waarbij x_i de molaire fractie van component i is en P_total de totale druk. Ook volgens de ideale gaswet geldt p_i = n_i R T / V, met n_i het aantal mol van component i, R de gasconstante, T de temperatuur en V het volume. In ideale omstandigheden leveren deze uitdrukkingen dezelfde resultaten; p_i kan ook worden geschreven als p_i = y_i P_total, waarbij y_i gelijk is aan x_i.

Voorbeeld: bij zeeniveau is P_total ongeveer 1 atmosferische druk (1 atm ≈ 101,3 kPa). De zuurstofmoleculen maken ongeveer 20,9% uit van het luchtmengsel, dus p_O2 ≈ 0,209 P_total ≈ 0,209 atm ≈ 21 kPa. De stikstofpartiële druk is ruwweg p_N2 ≈ 0,781 P_total ≈ 0,781 atm ≈ 79 kPa.

Beperkingen en toepassingen: partiële drukken zijn cruciaal in ademhaling, medische gastherapie en chemische analyse. Bij hoge drukken of sterke interacties tussen moleculen wijken de berekeningen af van de ideale-gaswet; daarvoor worden aanpassingen zoals fugaciteit gebruikt. In praktische contexten helpen partiële drukken bij het ontwerpen van gasmengsels, reactiemonitoring en gaschromatografie.