Relative Dichte von Gasen

Die relative Dichte (δ) ergibt sich aus dem Quotienten der absoluten Dichten zweier Gase bei gleichen Temperatur- und Druckbedingungen.

Nehmen wir an, wir haben Gas 1 und Gas 2, also ist die relative Dichte:

δ₁₂ = d₁
d₂

Beachten Sie, dass die relative Dichte keine Einheit hat, da es sich um eine reine Zahl handelt, die nur angibt, wie oft ein Gas mehr oder weniger dicht ist als ein anderes. Da es sich nur um eine reine Zahl handelt, wird sie von Temperatur- und Druckschwankungen nicht beeinflusst. Wichtig ist jedoch, dass diese beiden Größen für die beiden Gase gleich sind.

Wir haben, dass die Dichte das Verhältnis von Masse zu Volumen ist, das vom Gas eingenommen wird (d = m/V). Wir können diese Beziehung also in der obigen Formel ersetzen:

δ₁₂ = d₁
d₂
δ₁₂ = ich₁/V₁
ich₂/V₂

Bei CNTP (Normal Conditions of Temperature and Pressure) nimmt jedes Gas ein Volumen von 22,4 L ein. In diesem Fall ist also V₁ = V₂, die in der obigen Formel überschrieben werden kann.

δ₁₂ = ich₁
ich₂

Die relative Dichte ist proportional zu den Massen von Gasen.

Schauen wir uns ein Beispiel zur Bestimmung der relativen Dichte an:

Beispiel: Was sind die relativen Dichten zweier Gase A und B, wenn man weiß, dass:

Gas A: m = 33 g und V = 11 L;

Gas B: m = 24,2 g und V = 12,1 L.

Auflösung:

d_DAS = ich = 33g = 3 g/l
V 11L

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

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

Wir können die relative Dichte auch mit der Gaszustandsgleichung (PV = nRT) in Beziehung setzen, wie im Text erklärt Absolute Gasdichte, Wir müssen:

d = PN
RT

Dann:

d₁ = PN₁
RT

d₂ = PN₂
RT

d₁= PN₁/RT
d₂ PN₂/RT

d₁ = M₁
d2_B M₂

Beachten Sie, dass die relative Dichte proportional zu den molaren Massen von Gasen ist, d. h. im Vergleich, je größer die molare Masse eines Gases ist, desto größer ist seine Dichte. Beispielsweise beträgt die Molmasse von Luft 28,96 g/mol, die von Heliumgas 4 g/mol und die von Kohlendioxid 44 g/mol.

Dies bedeutet, dass die Dichte von Heliumgas im Verhältnis zur Luft geringer ist. Wenn Sie einen Ballon mit Heliumgas füllen und loslassen, neigt er daher dazu, aufzusteigen. Auf der anderen Seite ist Kohlendioxid dichter als Luft. Wenn wir also einen Ballon mit der „Luft“ aus unserer Lunge füllen, füllen wir den Ballon tatsächlich mit Kohlendioxid. Auf diese Weise neigt der Ballon dazu, zu fallen, wenn wir ihn in die Luft entlassen.

Wenn ein Ballon, der ein Gas mit einer Molmasse von weniger als 28,96 g/mol enthält, in die Luft freigesetzt wird, steigt er auf; aber wenn es größer ist, geht es runter

Betrachten wir Luft (die ein Gasgemisch ist) als Referenz haben wir, dass die relative Dichte jedes Gases in Bezug darauf durch die Formel angegeben werden kann:

δ_Luft = _M_
28,9
M = 28,9. δ_Dasr

Wenn das Referenzgas ein anderes ist, ersetzen Sie einfach die entsprechenden Werte. Im Fall von Wasserstoffgas zum Beispiel beträgt seine Molmasse 2 g/mol, also haben wir:

δ_H2 = _M_
2

M = 2. δ _H2

* Redaktionelle Credit: Keith Bell / Shutterstock.com

Von Jennifer Fogaça
Abschluss in Chemie

Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-relativa-dos-gases.htm