Densidad relativa de gases

La densidad relativa (δ) viene dada por el cociente entre las densidades absolutas de dos gases, en las mismas condiciones de temperatura y presión.

Digamos que tenemos el gas 1 y el gas 2, por lo que la densidad relativa será:

δ₁₂ = D₁
D₂

Tenga en cuenta que la densidad relativa no tiene unidad, ya que es un número puro que solo indica cuántas veces un gas es más o menos denso que otro. Dado que es solo un número puro, no se ve afectado por las variaciones de temperatura y presión. Sin embargo, es importante que estas dos cantidades sean iguales para los dos gases.

Tenemos que la densidad es la relación entre la masa y el volumen ocupado por el gas (d = m / V). Entonces, podemos reemplazar esta relación en la fórmula anterior:

δ₁₂ = D₁
D₂
δ₁₂ = metro₁/ V₁
metro₂/ V₂

En CNTP (Condiciones normales de temperatura y presión), cada gas ocupa un volumen de 22,4 L. Entonces, en este caso, V₁ = V₂, que puede anularse en la fórmula anterior.

δ₁₂ = metro₁
metro₂

La densidad relativa es proporcional a las masas de gases.

Veamos un ejemplo de cómo determinar la densidad relativa:

Ejemplo: ¿Cuáles son las densidades relativas de dos gases A y B, sabiendo que:

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

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

Resolución:

D_LA = metro = 33g = 3 g / L
V 11L

D_B = metro = 24,2 g = 2 g / L
V 12.1L

δ_AB = D_LA
D_B
δ_AB = 3 g / L
2 g / L
δ_AB = 1,5

También podemos relacionar la densidad relativa con la ecuación del estado del gas (PV = nRT), como se explica en el texto. Densidad absoluta de gas, tenemos que:

d = PM
RT

Luego:

D₁ = PM₁
RT

D₂ = PM₂
RT

D₁= PM₁/RT
D₂ PM₂/RT

D₁ = METRO₁
d2_B METRO₂

Nótese que la densidad relativa es proporcional a las masas molares de los gases, esto significa que, en términos comparativos, cuanto mayor es la masa molar de un gas, mayor es su densidad. Por ejemplo, la masa molar del aire es 28,96 g / mol, la del gas helio es 4 g / mol y la del dióxido de carbono es 44 g / mol.

Esto significa que la densidad del gas helio en relación con el aire es menor. Es por eso que cuando llena un globo con gas helio y lo suelta, tiende a elevarse. Por otro lado, el dióxido de carbono es más denso que el aire, por lo que cuando llenamos un globo con el "aire" de nuestros pulmones, en realidad estamos llenando el globo con dióxido de carbono. De esta forma, si soltamos el globo en el aire, tenderá a caer.

Si un globo que contiene gas con una masa molar inferior a 28,96 g / mol se libera en el aire, se elevará; pero si es mas grande bajará

Tomando como referencia el aire (que es una mezcla de gases), tenemos que la densidad relativa de cualquier gas en relación a él puede estar dada por la fórmula:

δ_aire = _METRO_
28,9
M = 28,9. δ_Lar

Si el gas de referencia es otro, simplemente sustituya sus respectivos valores. Por ejemplo, en el caso del gas hidrógeno, su masa molar es de 2 g / mol, por lo que tenemos:

δ_H2 = _METRO_
2

M = 2. δ _H2

* Crédito editorial: Keith Bell / Shutterstock.com

Por Jennifer Fogaça
Licenciada en Química

Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-relativa-dos-gases.htm