Relativní hustota plynů

Relativní hustota (δ) je dána podílem mezi absolutní hustotou dvou plynů za stejných teplotních a tlakových podmínek.

Řekněme, že máme plyn 1 a plyn 2, takže relativní hustota bude:

δ₁₂ = d₁
d₂

Všimněte si, že relativní hustota nemá jednotu, protože je to čisté číslo, které udává pouze to, kolikrát je jeden plyn více či méně hustý než jiný. Jelikož se jedná pouze o čisté číslo, není ovlivněno změnami teploty a tlaku. Je však důležité, aby tato dvě množství byla pro oba plyny stejná.

Tato hustota je poměr hmotnosti k objemu obsazenému plynem (d = m / V). Takže můžeme tento vztah nahradit ve výše uvedeném vzorci:

δ₁₂ = d₁
d₂
δ₁₂ = m₁/PROTI₁
m₂/PROTI₂

V CNTP (normální podmínky teploty a tlaku) zaujímá každý plyn objem 22,4 l. V tomto případě tedy V₁ = V₂, které lze přepsat ve výše uvedeném vzorci.

δ₁₂ = m₁
m₂

Relativní hustota je úměrná hmotnosti plynů.

Podívejme se na příklad, jak určit relativní hustotu:

Příklad: Jaké jsou relativní hustoty dvou plynů A a B s vědomím, že:

Plyn A: m = 33 ga V = 11 L;

Plyn B: m = 24,2 ga V = 12,1 l.

Řešení:

d_THE = m = 33 g = 3 g / l
V 11L

d_B = m = 24,2 g = 2 g / l
V 12.1L

δ_AB = d_THE
d_B
δ_AB = 3 g / l
2 g / l
δ_AB = 1,5

Můžeme také spojit relativní hustotu s rovnicí stavu plynu (PV = nRT), jak je vysvětleno v textu Absolutní hustota plynu, Musíme:

d = ODPOLEDNE
RT

Pak:

d₁ = ODPOLEDNE₁
RT

d₂ = ODPOLEDNE₂
RT

d₁= ODPOLEDNE₁/RT
d₂ ODPOLEDNE₂/RT

d₁ = M₁
d2_B M₂

Všimněte si, že relativní hustota je úměrná molární hmotnosti plynů, to znamená, že ve srovnání s tím, čím větší je molární hmotnost plynu, tím větší je jeho hustota. Například molární hmotnost vzduchu je 28,96 g / mol, hmotnost plynného helia je 4 g / mol a hmotnost oxidu uhličitého je 44 g / mol.

To znamená, že hustota plynného helia ve vztahu ke vzduchu je nižší. Proto když naplníte balón plynným héliem a pustíte ho, má tendenci stoupat. Na druhou stranu je oxid uhličitý hustší než vzduch, takže když naplníme balón „vzduchem“ z našich plic, ve skutečnosti naplníme balónek oxidem uhličitým. Tímto způsobem, pokud uvolníme balón ve vzduchu, bude mít tendenci padat.

Pokud se do vzduchu uvolní balón obsahující plyn s molární hmotností menší než 28,96 g / mol, zvedne se; ale pokud je větší, půjde dolů

Vezmeme-li v úvahu vzduch (což je směs plynů) jako referenci, máme relativní hustotu jakéhokoli plynu ve vztahu k němu, kterou lze dát vzorcem:

δ_vzduch = _M_
28,9
M = 28,9. δ_Ther

Pokud je referenční plyn jiný, stačí nahradit jejich příslušné hodnoty. Například v případě plynného vodíku je jeho molární hmotnost 2 g / mol, takže máme:

δ_H2 = _M_
2

M = 2. δ _H2

* Redakční kredit: Keith Bell / Shutterstock.com

Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii

Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-relativa-dos-gases.htm