Абсолютна плътност на газа

Плътността е величина, която може да се изчисли от връзката между телесната маса и обема. Това важи и за газове:

д_газ = м_газ
V_газ

Единицата за плътност на газа обикновено е g/L.

Известно е, че в CNTP (нормални условия на температура и налягане) 1 mol от всеки газ винаги заема обем от 22,4 L. По този начин, плътността на газовете при тези условия може да се изчисли от връзката между моларната маса и този обем в молове:

д_газ = ___М_____
22,4 л. мол^-1

Но тази формула може да се използва само ако газът е в CNTP. Ако искаме да изчислим абсолютната плътност за всеки газ, можем да използваме друга формула, която намираме, използвайки уравнението на състоянието за газовете:

pV = nRT

Тъй като n = m/M, ние заместваме “n” в уравнението за състоянието на газа:

pV = мRT
М
м = pM
V RT

Тъй като плътността е маса над обема, тогава имаме:

d = pM
RT

Това уравнение ни показва това абсолютната плътност на газа зависи от налягането и температурата къде е газът; това не е заради масата, тъй като тя не зависи от налягането и температурата, а от обема.

Забележи това плътността на газа е обратно пропорционална на неговата температура. Това е принципът, който обяснява как работи практиката на летене с балон: въздухът в балона е атмосферният въздух, който при нагряване намалява плътността си и по този начин се издига до небето. Колкото повече въздухът, съдържащ се в балона, се нагрява, толкова по-ниска ще бъде неговата плътност и толкова по-високо ще се издигне балонът.

Ето пример за това как да използвате тази формула, за да намерите плътността на газ:

пример: Каква е абсолютната плътност на кислородния газ (O₂) при 600 mmHg и 127 °C? (Атомна маса: O = 16)

Резолюция:

Данни:

Моларна маса: O₂: 2. 16 = 32 g/mol;
p=600 mmHg;
R = 62,3 mmHg. Л. мол^-1. К^-1
T = 127 °C → 127 + 273 = 400 K

d =  PM
RT
d =  _600. 32__
62,3. 400
d = 0,774 g/L

Тъй като в CNTP налягането е равно на 1 atm, температурата е 273 K и R е равно на 0,082 или 22,4/273, имаме:

d =  PM

RT
d = ___1. М_____
(22,4/273). 273
d = ___М_____
22,4 л. мол^-1

Връщаме се към гореспоменатата формула за газовете в CNTP. Нека да разгледаме пример как да използвате тази формула:

пример: Каква е молекулната маса на газ, чиято абсолютна плътност в CNTP е 1,96 g/L?

Резолюция:

d = ___М_____
22,4 л. мол^-1

М = 22,4. д
М = (22.4 L/mol). (1,96 g/L)
М = 43,90 g/mol

От Дженифър Фогаса
Завършил химия

Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-absoluta-dos-gases.htm