الكثافة النسبية للغازات

تُعطى الكثافة النسبية () من خلال حاصل القسمة بين الكثافات المطلقة لغازين ، تحت نفس درجة الحرارة وظروف الضغط.

لنفترض أن لدينا غاز 1 وغاز 2 ، وبالتالي ستكون الكثافة النسبية:

δ₁₂ = د₁
د₂

لاحظ أن الكثافة النسبية ليس لها وحدة ، لأنها رقم نقي يشير فقط إلى عدد المرات التي يكون فيها غاز ما أكثر أو أقل كثافة من غاز آخر. نظرًا لأنه مجرد رقم نقي ، فإنه لا يتأثر بالتغيرات في درجة الحرارة والضغط. ومع ذلك ، من المهم أن تكون هاتان الكميتان متساويتين بالنسبة لكلا الغازين.

لدينا هذه الكثافة هي نسبة الكتلة إلى الحجم الذي يشغله الغاز (d = m / V). لذلك ، يمكننا استبدال هذه العلاقة في الصيغة أعلاه:

δ₁₂ = د₁
د₂
δ₁₂ = م₁/الخامس₁
م₂/الخامس₂

في CNTP (الظروف العادية لدرجة الحرارة والضغط) ، يحتل كل غاز حجم 22.4 لترًا. لذلك ، في هذه الحالة ، V₁ = V.₂، والتي يمكن تجاوزها في الصيغة أعلاه.

δ₁₂ = م₁
م₂

تتناسب الكثافة النسبية مع كتل الغازات.

لنلقِ نظرة على مثال حول كيفية تحديد الكثافة النسبية:

مثال: ما هي الكثافات النسبية لغازين A و B مع العلم أن:

الغاز أ: م = 33 جم و V = 11 لترًا ؛

الغاز ب: م = 24.2 جم و V = 12.1 لترًا.

القرار:

د_ال = م = 33 جرام = 3 جم / لتر
الخامس 11 لتر

د_ب = م = 24.2 جرام = 2 جم / لتر
V 12.1L

δ_AB = د_ال
د_ب
δ_AB = 3 جم / لتر
2 جم / لتر
δ_AB = 1,5

يمكننا أيضًا ربط الكثافة النسبية بمعادلة حالة الغاز (PV = nRT) ، كما هو موضح في النص كثافة الغاز المطلقة، يجب علينا:

د = مساء
RT

ثم:

د₁ = مساء₁
RT

د₂ = مساء₂
RT

د₁= مساء₁/RT
د₂ مساء₂/RT

د₁ = م₁
د 2_ب م₂

لاحظ أن الكثافة النسبية تتناسب مع الكتلة المولية للغازات ، وهذا يعني ، من الناحية المقارنة ، أنه كلما زادت الكتلة المولية للغاز ، زادت كثافته. على سبيل المثال ، الكتلة المولية للهواء هي 28.96 جم / مول ، وكتلة غاز الهيليوم 4 جم / مول ، وثاني أكسيد الكربون 44 جم / مول.

هذا يعني أن كثافة غاز الهليوم بالنسبة للهواء أقل. لهذا السبب عندما تملأ بالونًا بغاز الهيليوم وتتركه ، فإنه يميل إلى الارتفاع. من ناحية أخرى ، يكون ثاني أكسيد الكربون أكثر كثافة من الهواء ، لذلك عندما نملأ بالونًا "بالهواء" من رئتينا ، فإننا نملأ البالون بالفعل بثاني أكسيد الكربون. بهذه الطريقة ، إذا أطلقنا البالون في الهواء ، فسوف يميل إلى السقوط.

إذا تم إطلاق بالون يحتوي على غاز كتلته المولية أقل من 28.96 جم / مول في الهواء ، فسوف يرتفع ؛ ولكن إذا كانت أكبر ، فسوف تنخفض

بالنظر إلى الهواء (وهو خليط من الغازات) كمرجع ، لدينا أن الكثافة النسبية لأي غاز بالنسبة له يمكن الحصول عليها من خلال الصيغة:

δ_هواء = _م_
28,9
م = 28.9. δ_الص

إذا كان الغاز المرجعي غازًا آخر ، فقم فقط باستبدال قيم كل منهما. على سبيل المثال ، في حالة غاز الهيدروجين ، كتلته المولية 2 جم / مول ، لذلك لدينا:

δ_H2 = _م_
2

م = 2. δ _H2

* الائتمان التحريري: كيث بيل / موقع Shutterstock.com

بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء

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