كثافة الغاز المطلقة

الكثافة هي كمية يمكن حسابها من العلاقة بين كتلة الجسم والحجم. وهذا ينطبق أيضًا على حالة الغازات:

د_غاز = م_غاز
الخامس_غاز

عادة ما تكون وحدة كثافة الغاز g / L.

من المعروف أنه في CNTP (الظروف العادية لدرجة الحرارة والضغط) ، يحتل 1 مول من أي غاز دائمًا حجم 22.4 لتر. وبالتالي ، يمكن حساب كثافة الغازات في ظل هذه الظروف من العلاقة بين الكتلة المولية وهذا الحجم بالمولات:

د_غاز = ___م_____
22.4 لتر مول^-1

ولكن لا يمكن استخدام هذه الصيغة إلا إذا كان الغاز موجودًا في CNTP. إذا أردنا حساب الكثافة المطلقة لأي غاز ، فيمكننا استخدام صيغة أخرى نجدها باستخدام معادلة الحالة للغازات:

الكهروضوئية = nRT

نظرًا لأن n = m / M ، فإننا نستبدل "n" في معادلة حالة الغاز:

pV = مRT
م
م = مساء
الخامس RT

نظرًا لأن الكثافة هي كتلة على الحجم ، إذن لدينا:

د = مساء
RT

هذه المعادلة تبين لنا ذلك تعتمد الكثافة المطلقة للغاز على الضغط ودرجة الحرارة أين يوجد الغاز هذا ليس بسبب الكتلة ، حيث أنها لا تعتمد على الضغط ودرجة الحرارة ، ولكن الحجم يعتمد عليها.

لاحظ أن كثافة الغاز تتناسب عكسيا مع درجة حرارته. هذا هو المبدأ الذي يشرح كيفية عمل ممارسة المنطاد: الهواء في البالون هو الهواء الجوي الذي ، عند تسخينه ، تقل كثافته ، وبهذه الطريقة يرتفع إلى السماء. كلما زاد تسخين الهواء الموجود في البالون ، كلما انخفضت كثافته وزاد ارتفاع البالون.

فيما يلي مثال على كيفية استخدام هذه الصيغة لإيجاد كثافة الغاز:

مثال: ما هي الكثافة المطلقة لغاز الأكسجين (O₂) عند 600 مم زئبق و 127 درجة مئوية؟ (الكتلة الذرية: O = 16)

الدقة:

البيانات:

الكتلة المولية: O₂: 2. 16 = 32 جم / مول ؛
ع = 600 مم زئبق ؛
R = 62.3 مم زئبق. ل. مول^-1. ك^-1
T = 127 درجة مئوية → 127 + 273 = 400 كلفن

د =  مساء
RT
د =  _600. 32__
62,3. 400
د = 0.774 جم / لتر

نظرًا لأن الضغط في CNTP يساوي 1 atm ، ودرجة الحرارة 273 K و R تساوي 0.082 أو 22.4 / 273 ، لدينا:

د =  مساء

RT
د = ___1. م_____
(22,4/273). 273
د = ___م_____
22.4 لتر مول^-1

نعود إلى الصيغة المذكورة أعلاه للغازات في CNTP. لنلقِ نظرة على مثال عن كيفية استخدام هذه الصيغة:

مثال: ما الكتلة الجزيئية لغاز تساوي كثافته المطلقة في CNTP 1.96 جم / لتر؟

الدقة:

د = ___م_____
22.4 لتر مول^-1

م = 22.4. د
م = (22.4 لتر / مول). (1.96 جم / لتر)
م = 43.90 جم / مول

بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء

مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-absoluta-dos-gases.htm