Απόλυτη Πυκνότητα Αερίου

Η πυκνότητα είναι μια ποσότητα που μπορεί να υπολογιστεί από τη σχέση μεταξύ μάζας σώματος και όγκου. Αυτό ισχύει και στην περίπτωση των αερίων:

ρε_αέριο = Μ_αέριο
V_αέριο

Η μονάδα πυκνότητας αερίου είναι συνήθως g/L.

Είναι γνωστό ότι στο CNTP (Κανονικές Συνθήκες Θερμοκρασίας και Πίεσης) 1 mol οποιουδήποτε αερίου καταλαμβάνει πάντα όγκο 22,4 L. Έτσι, η πυκνότητα για τα αέρια κάτω από αυτές τις συνθήκες μπορεί να υπολογιστεί από τη σχέση μεταξύ της μοριακής μάζας και αυτού του όγκου σε mol:

ρε_αέριο = ___Μ_____
22,4 L. mol^-1

Αλλά αυτός ο τύπος μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο εάν το αέριο βρίσκεται στο CNTP. Αν θέλουμε να υπολογίσουμε την απόλυτη πυκνότητα για οποιοδήποτε αέριο, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε έναν άλλο τύπο που βρίσκουμε χρησιμοποιώντας την εξίσωση κατάστασης για τα αέρια:

pV = nRT

Εφόσον n = m/M, αντικαθιστούμε το «n» στην εξίσωση κατάστασης αερίου:

pV = ΜRT
Μ
Μ = μετα μεσημβριας
V RT

Καθώς η πυκνότητα είναι μάζα έναντι όγκου, τότε έχουμε:

d = μετα μεσημβριας
RT

Αυτή η εξίσωση μας το δείχνει

η απόλυτη πυκνότητα ενός αερίου εξαρτάται από την πίεση και τη θερμοκρασία που είναι το αέριο? Αυτό δεν οφείλεται στη μάζα, καθώς δεν εξαρτάται από την πίεση και τη θερμοκρασία, αλλά από τον όγκο.

Σημειώσε ότι η πυκνότητα του αερίου είναι αντιστρόφως ανάλογη της θερμοκρασίας του. Αυτή είναι η αρχή που εξηγεί πώς λειτουργεί η πρακτική του αερόστατου: ο αέρας στο μπαλόνι είναι ο ατμοσφαιρικός αέρας που, όταν θερμαίνεται, μειώνεται σε πυκνότητα και, με αυτόν τον τρόπο, ανεβαίνει στον ουρανό. Όσο περισσότερο θερμαίνεται ο αέρας που περιέχεται στο μπαλόνι, τόσο μικρότερη θα είναι η πυκνότητά του και τόσο υψηλότερο θα ανεβαίνει το μπαλόνι.

Ακολουθεί ένα παράδειγμα για το πώς να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον τύπο για να βρείτε την πυκνότητα ενός αερίου:

Παράδειγμα: Ποια είναι η απόλυτη πυκνότητα του αερίου οξυγόνου (Ο₂) στα 600 mmHg και στους 127 °C; (Ατομική μάζα: O = 16)

Ανάλυση:

Δεδομένα:

Μοριακή μάζα: Ο₂: 2. 16 = 32 g/mol;
p=600 mmHg;
R = 62,3 mmHg. ΜΕΓΑΛΟ. mol^-1. κ^-1
T = 127 °C → 127 + 273 = 400 K

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

Εφόσον στο CNTP η πίεση είναι ίση με 1 atm, η θερμοκρασία είναι 273 K και το R είναι ίσο με 0,082 ή 22,4/273, έχουμε:

d =  ΜΕΤΑ ΜΕΣΗΜΒΡΙΑΣ

RT
d = ___1. Μ_____
(22,4/273). 273
d = ___Μ_____
22,4 L. mol^-1

Επιστρέφουμε στον τύπο που αναφέρθηκε παραπάνω για τα αέρια στο CNTP. Ας δούμε ένα παράδειγμα του τρόπου χρήσης αυτού του τύπου:

Παράδειγμα: Ποια είναι η μοριακή μάζα ενός αερίου του οποίου η απόλυτη πυκνότητα σε CNTP είναι 1,96 g/L;

Ανάλυση:

d = ___Μ_____
22,4 L. mol^-1

Μ = 22,4. ρε
Μ = (22,4 L/mol). (1,96 g/L)
Μ = 43,90 g/mol

Της Jennifer Fogaça
Πτυχιούχος Χημείας

Πηγή: Σχολείο Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-absoluta-dos-gases.htm