Относителна плътност на газовете

Относителната плътност (δ) се дава от коефициента между абсолютните плътности на два газа при същите условия на температура и налягане.

Да предположим, че имаме газ 1 и газ 2, така че относителната плътност ще бъде:

δ₁₂ = д₁
д₂

Имайте предвид, че относителната плътност няма единство, тъй като е чисто число, което само показва колко пъти един газ е повече или по-малко плътен от друг. Тъй като това е просто чисто число, то не се влияе от промени в температурата и налягането. Важно е обаче тези две количества да са еднакви за двата газа.

Имаме, че плътността е съотношението на масата към обема, заета от газа (d = m / V). И така, можем да заменим тази връзка във формулата по-горе:

δ₁₂ = д₁
д₂
δ₁₂ = м₁/ V₁
м₂/ V₂

В CNTP (нормални условия на температура и налягане) всеки газ заема обем от 22,4 L. И така, в този случай V₁ = V₂, които могат да бъдат заменени във формулата по-горе.

δ₁₂ = м₁
м₂

Относителната плътност е пропорционална на масите на газовете.

Нека разгледаме пример за това как да определим относителната плътност:

Пример: Какви са относителните плътности на два газа A и B, знаейки, че:

Газ A: m = 33g и V = 11 L;

Газ B: m = 24,2 g и V = 12,1 L.

Резолюция:

д_НА = м = 33g = 3 g / L
V 11L

д_Б. = м = 24.2g = 2 g / L
V 12.1L

δ_AB = д_НА
д_Б.
δ_AB = 3 g / L
2 g / L
δ_AB = 1,5

Също така можем да свържем относителната плътност с уравнението за състоянието на газа (PV = nRT), както е обяснено в текста Абсолютна плътност на газа, Ние трябва да:

d = PM
RT

Тогава:

д₁ = PM₁
RT

д₂ = PM₂
RT

д₁= PM₁/RT
д₂ PM₂/RT

д₁ = М₁
d2_Б. М₂

Имайте предвид, че относителната плътност е пропорционална на моларните маси на газовете, това означава, че в сравнително изражение, колкото по-голяма е моларната маса на даден газ, толкова по-голяма е плътността му. Например, моларната маса на въздуха е 28,96 g / mol, тази на хелиевия газ е 4 g / mol, а тази на въглеродния диоксид е 44 g / mol.

Това означава, че плътността на хелиевия газ спрямо въздуха е по-ниска. Ето защо, когато напълните балон с хелий газ и го пуснете, той има тенденция да се издига. От друга страна, въглеродният диоксид е по-плътен от въздуха, така че когато напълним балон с „въздуха” от дробовете си, ние всъщност пълним балона с въглероден диоксид. По този начин, ако пуснем балона във въздуха, той ще има тенденция да пада.

Ако балон, съдържащ газ с моларна маса по-малка от 28,96 g / mol, се пусне във въздуха, той ще се издигне; но ако е по-голям, ще падне

Като разглеждаме въздуха (който е смес от газове) като еталон, имаме, че относителната плътност на всеки газ спрямо него може да бъде дадена по формулата:

δ_въздух = _М_
28,9
М = 28,9. δ_Ther

Ако еталонният газ е друг, просто заменете съответните им стойности. Например, в случай на водороден газ, неговата моларна маса е 2 g / mol, така че имаме:

δ_Н2 = _М_
2

М = 2. δ _Н2

* Редакционен кредит: Кийт Бел / Shutterstock.com

От Дженифър Фогаса
Завършва химия

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