La densité est une quantité qui peut être calculée à partir de la relation entre la masse corporelle et le volume. Ceci s'applique également dans le cas des gaz :
régaz = mgaz
Vgaz
L'unité de densité du gaz est généralement le g/L.
On sait qu'en CNTP (Conditions Normales de Température et de Pression) 1 mol de n'importe quel gaz occupe toujours un volume de 22,4 L. Ainsi, la densité des gaz dans ces conditions peut être calculée à partir de la relation entre la masse molaire et ce volume en mol :
régaz = ___M_____
22,4 litres mole-1
Mais cette formule ne peut être utilisée que si le gaz est dans le CNTP. Si nous voulons calculer la densité absolue pour n'importe quel gaz, nous pouvons utiliser une autre formule que nous trouvons en utilisant l'équation d'état pour les gaz :
pV = nRT
Puisque n = m/M, nous substituons « n » dans l'équation d'état du gaz :
pV = mRT
M
m = après-midi
V RT
Comme la densité est la masse sur le volume, alors nous avons :
d = après-midi
RT
Cette équation nous montre que la densité absolue d'un gaz dépend de la pression et de la température
où se trouve le gaz; ce n'est pas à cause de la masse, car elle ne dépend pas de la pression et de la température, mais du volume.Remarquerez que la densité du gaz est inversement proportionnelle à sa température. C'est le principe qui explique le fonctionnement de la pratique de la montgolfière: l'air dans la montgolfière est l'air atmosphérique qui, lorsqu'il est chauffé, diminue de densité et, de cette manière, s'élève vers le ciel. Plus l'air contenu dans le ballon est chauffé, plus sa densité sera faible et plus le ballon montera haut.
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Voici un exemple d'utilisation de cette formule pour trouver la densité d'un gaz :
Exemple: Quelle est la densité absolue de l'oxygène gazeux (O2) à 600 mmHg et 127 °C? (Masse atomique: O = 16)
Résolution:
Données:
Masse molaire: O2: 2. 16 = 32 g/mole ;
p=600 mmHg ;
R = 62,3 mmHg. L. mole-1. K-1
T = 127 °C → 127 + 273 = 400 K
d = PM
RT
d = _600. 32__
62,3. 400
d = 0,774 g/L
Puisque dans CNTP la pression est égale à 1 atm, la température est de 273 K et R est égal à 0,082 ou 22,4/273, on a :
d = PM
RT
d = ___1. M_____
(22,4/273). 273
d = ___M_____
22,4 litres mole-1
On revient à la formule évoquée plus haut pour les gaz en CNTP. Regardons un exemple d'utilisation de cette formule :
Exemple: Quelle est la masse moléculaire d'un gaz dont la densité absolue en CNTP est de 1,96 g/L ?
Résolution:
d = ___M_____
22,4 litres mole-1
M = 22,4. ré
M = (22,4 L/mol). (1,96 g/L)
M = 43,90 g/mol
Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. « Densité absolue des gaz »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-absoluta-dos-gases.htm. Consulté le 27 juillet 2021.
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