La densité relative (δ) est donnée par le quotient entre les densités absolues de deux gaz, dans les mêmes conditions de température et de pression.
Disons que nous avons le gaz 1 et le gaz 2, donc la densité relative sera :
δ12 = ré1
ré2
Notez que la densité relative n'a pas d'unité, car il s'agit d'un nombre pur qui indique seulement combien de fois un gaz est plus ou moins dense qu'un autre. Comme il ne s'agit que d'un nombre pur, il n'est pas affecté par les variations de température et de pression. Cependant, il est important que ces deux quantités soient les mêmes pour les deux gaz.
Nous avons que la densité est le rapport de la masse au volume occupé par le gaz (d = m/V). Ainsi, nous pouvons remplacer cette relation dans la formule ci-dessus :
δ12 = ré1
ré2
δ12 = m1/V1
m2/V2
En CNTP (Conditions Normales de Température et de Pression), chaque gaz occupe un volume de 22,4 L. Donc, dans ce cas, V1 = V2, qui peut être remplacé dans la formule ci-dessus.
δ12 = m1
m2
La densité relative est proportionnelle aux masses de gaz.
Regardons un exemple de la façon de déterminer la densité relative :
Exemple: Quelles sont les densités relatives de deux gaz A et B, sachant que :
Gaz A: m = 33g et V = 11 L ;
Gaz B: m = 24,2 g et V = 12,1 L.
Résolution:
réLES = m = 33g = 3g/L
V 11L
réB = m = 24,2 g = 2g/L
V 12.1L
δUN B = réLES
réB
δUN B = 3g/L
2g/L
δUN B = 1,5
Nous pouvons également relier la densité relative avec l'équation d'état du gaz (PV = nRT), comme expliqué dans le texte Densité de gaz absolue, Nous devons:
d = PM
RT
Puis:
ré1 = PM1
RT
ré2 = PM2
RT
ré1= PM1/RT
ré2 PM2/RT
ré1 = M1
d2B M2
A noter que la densité relative est proportionnelle aux masses molaires des gaz, cela signifie qu'en termes comparatifs, plus la masse molaire d'un gaz est élevée, plus sa densité est élevée. Par exemple, la masse molaire de l'air est de 28,96 g/mol, celle de l'hélium gazeux est de 4 g/mol et celle du dioxyde de carbone est de 44 g/mol.
Cela signifie que la densité de l'hélium gazeux par rapport à l'air est plus faible. C'est pourquoi lorsque vous remplissez un ballon d'hélium gazeux et que vous le laissez aller, il a tendance à monter. D'un autre côté, le dioxyde de carbone est plus dense que l'air, donc lorsque nous remplissons un ballon avec « l'air » de nos poumons, nous remplissons en fait le ballon avec du dioxyde de carbone. De cette façon, si on lâche le ballon dans les airs, il aura tendance à tomber.
Si un ballon contenant du gaz de masse molaire inférieure à 28,96 g/mol est lâché dans l'air, il s'élèvera; mais si c'est plus gros, ça va baisser
En considérant l'air (qui est un mélange de gaz) comme référence, nous avons que la densité relative de tout gaz par rapport à celui-ci peut être donnée par la formule :
δair = _M_
28,9
M = 28,9. δler
Si le gaz de référence est un autre, substituez simplement leurs valeurs respectives. Par exemple, dans le cas de l'hydrogène gazeux, sa masse molaire est de 2 g/mol, on a donc :
δH2 = _M_
2
M = 2. δ H2
* Crédit éditorial: Keith Bell / Shutterstock.com
Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie
La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-relativa-dos-gases.htm