Gaasi absoluutne tihedus

Tihedus on suurus, mida saab arvutada kehamassi ja mahu vahelise seose põhjal. See kehtib ka gaaside puhul:

d_gaas = m_gaas
V_gaas

Gaasi tiheduse ühik on tavaliselt g/l.

On teada, et CNTP-s (normaalsed temperatuuri ja rõhu tingimused) on 1 mol gaasi alati 22,4 liitrit. Seega saab gaaside tiheduse nendes tingimustes arvutada molaarmassi ja selle ruumala moolides suhte alusel:

d_gaas = ___M_____
22,4 l. mol^-1

Kuid seda valemit saab kasutada ainult siis, kui gaas on CNTP-s. Kui tahame arvutada mis tahes gaasi absoluuttiheduse, saame kasutada teist valemit, mille leiame gaaside olekuvõrrandi abil:

pV = nRT

Kuna n = m/M, asendame gaasi oleku võrrandis n:

pV = mRT
M
m = pM
V RT

Kuna tihedus on mass üle ruumala, on meil:

d = pM
RT

See võrrand näitab meile seda gaasi absoluutne tihedus sõltub rõhust ja temperatuurist kus on gaas; see ei tulene massist, kuna see ei sõltu rõhust ja temperatuurist, küll aga mahust.

Märka seda gaasi tihedus on pöördvõrdeline selle temperatuuriga. See on põhimõte, mis selgitab õhupalliga lendamise praktikat: õhupallis olev õhk on atmosfääriõhk, mille tihedus kuumutamisel väheneb ja tõuseb sel viisil taeva poole. Mida rohkem õhupallis olevat õhku kuumutatakse, seda väiksem on selle tihedus ja seda kõrgemale õhupall tõuseb.

Siin on näide selle valemi kasutamisest gaasi tiheduse leidmiseks:

Näide: Mis on gaasilise hapniku absoluuttihedus (O₂) 600 mmHg ja 127 °C juures? (Aatommass: O = 16)

Resolutsioon:

Andmed:

Molaarmass: O₂: 2. 16 = 32 g/mol;
p=600 mmHg;
R = 62,3 mmHg. L. mol^-1. K^-1
T = 127 °C → 127 + 273 = 400 K

d =  PM
RT
d =  _600. 32__
62,3. 400
d = 0,774 g/l

Kuna CNTP-s on rõhk 1 atm, temperatuur 273 K ja R 0,082 või 22,4/273, on meil:

d =  PM

RT
d = ___1. M_____
(22,4/273). 273
d = ___M_____
22,4 l. mol^-1

Tuleme tagasi ülalmainitud valemi juurde CNTP gaaside kohta. Vaatame näidet selle valemi kasutamise kohta:

Näide: Kui suur on gaasi molekulmass, mille absoluuttihedus CNTP-s on 1,96 g/l?

Resolutsioon:

d = ___M_____
22,4 l. mol^-1

M = 22,4. d
M = (22,4 l/mol). (1,96 g/l)
M = 43,90 g/mol

Autor Jennifer Fogaça
Lõpetanud keemia eriala

Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-absoluta-dos-gases.htm