Σχετική πυκνότητα αερίων

Η σχετική πυκνότητα (δ) δίνεται από το πηλίκο ανάμεσα στις απόλυτες πυκνότητες δύο αερίων, υπό τις ίδιες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης.

Ας πούμε ότι έχουμε αέριο 1 και αέριο 2, οπότε η σχετική πυκνότητα θα είναι:

δ₁₂ = ρε₁
ρε₂

Σημειώστε ότι η σχετική πυκνότητα δεν έχει ενότητα, καθώς είναι ένας καθαρός αριθμός που δείχνει μόνο πόσες φορές ένα αέριο είναι περισσότερο ή λιγότερο πυκνό από το άλλο. Δεδομένου ότι είναι απλώς ένας καθαρός αριθμός, δεν επηρεάζεται από τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και της πίεσης. Ωστόσο, είναι σημαντικό αυτές οι δύο ποσότητες να είναι ίδιες για τα δύο αέρια.

Έχουμε ότι η πυκνότητα είναι ο λόγος μάζας προς όγκο που καταλαμβάνεται από το αέριο (d = m / V). Έτσι, μπορούμε να αντικαταστήσουμε αυτήν τη σχέση στον παραπάνω τύπο:

δ₁₂ = ρε₁
ρε₂
δ₁₂ = Μ₁/ V.₁
Μ₂/ V.₂

Στο CNTP (Κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης), κάθε αέριο καταλαμβάνει όγκο 22,4 L. Έτσι, σε αυτήν την περίπτωση, V₁ = V₂, που μπορεί να παρακαμφθεί στον παραπάνω τύπο.

δ₁₂ = Μ₁
Μ₂

Η σχετική πυκνότητα είναι ανάλογη με τις μάζες αερίων.

Ας δούμε ένα παράδειγμα για τον προσδιορισμό της σχετικής πυκνότητας:

Παράδειγμα: Ποιες είναι οι σχετικές πυκνότητες δύο αερίων Α και Β, γνωρίζοντας ότι:

Αέριο A: m = 33g και V = 11 L;

Αέριο B: m = 24,2 g και V = 12,1 L.

Ανάλυση:

ρε_Ο = Μ = 33 γρ = 3 g / L
V 11L

ρε_σι = Μ = 24,2 γραμ = 2 g / L
V 12.1L

δ_ΑΒ = ρε_Ο
ρε_σι
δ_ΑΒ = 3 g / λίτρο
2 g / λίτρο
δ_ΑΒ = 1,5

Μπορούμε επίσης να συσχετίσουμε τη σχετική πυκνότητα με την εξίσωση κατάστασης αερίου (PV = nRT), όπως εξηγείται στο κείμενο Απόλυτη πυκνότητα αερίου, Πρεπει να:

δ = ΜΕΤΑ ΜΕΣΗΜΒΡΙΑΣ
RT

Επειτα:

ρε₁ = ΜΕΤΑ ΜΕΣΗΜΒΡΙΑΣ₁
RT

ρε₂ = ΜΕΤΑ ΜΕΣΗΜΒΡΙΑΣ₂
RT

ρε₁= ΜΕΤΑ ΜΕΣΗΜΒΡΙΑΣ₁/RT
ρε₂ ΜΕΤΑ ΜΕΣΗΜΒΡΙΑΣ₂/RT

ρε₁ = Μ₁
δ2_σι Μ₂

Σημειώστε ότι η σχετική πυκνότητα είναι ανάλογη με τις γραμμομοριακές μάζες αερίων, αυτό σημαίνει ότι, σε συγκριτικούς όρους, όσο μεγαλύτερη είναι η γραμμομοριακή μάζα ενός αερίου, τόσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητά του. Για παράδειγμα, η γραμμομοριακή μάζα του αέρα είναι 28,96 g / mol, αυτή του αερίου ηλίου είναι 4 g / mol, και αυτή του διοξειδίου του άνθρακα είναι 44 g / mol.

Αυτό σημαίνει ότι η πυκνότητα του αερίου ηλίου σε σχέση με τον αέρα είναι χαμηλότερη. Γι 'αυτό όταν γεμίζετε ένα μπαλόνι με αέριο ήλιο και το αφήνετε, τείνει να ανεβαίνει. Από την άλλη πλευρά, το διοξείδιο του άνθρακα είναι πυκνότερο από τον αέρα, οπότε όταν γεμίζουμε ένα μπαλόνι με τον «αέρα» από τους πνεύμονές μας, γεμίζουμε πραγματικά το μπαλόνι με διοξείδιο του άνθρακα. Με αυτόν τον τρόπο, εάν απελευθερώσουμε το μπαλόνι στον αέρα, θα τείνει να πέσει.

Εάν ένα μπαλόνι που περιέχει αέριο με μοριακή μάζα μικρότερη από 28,96 g / mol απελευθερωθεί στον αέρα, θα αυξηθεί. αλλά αν είναι μεγαλύτερο, θα πέσει

Θεωρώντας τον αέρα (που είναι ένα μείγμα αερίων) ως αναφορά, έχουμε ότι η σχετική πυκνότητα οποιουδήποτε αερίου σε σχέση με αυτό μπορεί να δοθεί από τον τύπο:

δ_αέρας = _Μ_
28,9
Μ = 28,9. δ_ορ

Εάν το αέριο αναφοράς είναι άλλο, αντικαταστήστε τις αντίστοιχες τιμές τους. Για παράδειγμα, στην περίπτωση του αερίου υδρογόνου, η μοριακή μάζα του είναι 2 g / mol, οπότε έχουμε:

δ_Η2 = _Μ_
2

Μ = 2. δ _Η2

* Συντακτική πίστωση: Κιθ Μπελ / Shutterstock.com

Από την Jennifer Fogaça
Αποφοίτησε στη Χημεία

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