Apsolutna gustoća plina

Gustoća je veličina koja se može izračunati iz odnosa između tjelesne mase i volumena. To vrijedi i za plinove:

d_plin = m_plin
V_plin

Jedinica za gustoću plina obično je g/L.

Poznato je da u CNTP (normalni uvjeti temperature i tlaka) 1 mol bilo kojeg plina uvijek zauzima volumen od 22,4 L. Dakle, gustoća za plinove u ovim uvjetima može se izračunati iz odnosa između molarne mase i ovog volumena u molima:

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

Ali ova se formula može koristiti samo ako je plin u CNTP. Ako želimo izračunati apsolutnu gustoću za bilo koji plin, možemo koristiti drugu formulu koju nalazimo pomoću jednadžbe stanja za plinove:

pV = nRT

Budući da je n = m/M, zamjenjujemo "n" u jednadžbi stanja plina:

pV = mRT
M
m = pM
V RT

Kako je gustoća masa prema volumenu, tada imamo:

d = pM
RT

Ova nam jednadžba to pokazuje apsolutna gustoća plina ovisi o tlaku i temperaturi gdje je plin; to nije zbog mase, jer ne ovisi o tlaku i temperaturi, nego o volumenu.

Primijeti da gustoća plina obrnuto je proporcionalna njegovoj temperaturi

. Ovo je načelo koje objašnjava kako vježba balonom funkcionira: zrak u balonu je atmosferski zrak koji, kada se zagrije, smanjuje gustoću i na taj način se diže u nebo. Što se zrak koji se nalazi u balonu više zagrijava, to će njegova gustoća biti manja i balon će se više dizati.

Nemoj sada stati... Ima još toga nakon reklame ;)

Evo primjera kako koristiti ovu formulu za pronalaženje gustoće plina:

Primjer: Kolika je apsolutna gustoća plina kisika (O₂) na 600 mmHg i 127 °C? (Atomska masa: O = 16)

Rezolucija:

Podaci:

Molarna masa: 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

Budući da je u CNTP tlak jednak 1 atm, temperatura je 273 K i R je jednak 0,082 ili 22,4/273, imamo:

d =  PM

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

Vraćamo se na gore spomenutu formulu za plinove u CNTP. Pogledajmo primjer kako koristiti ovu formulu:

Primjer: Kolika je molekulska masa plina čija je apsolutna gustoća u CNTP 1,96 g/L?

Rezolucija:

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

Autora Jennifer Fogaça
Diplomirao kemiju

Želite li referencirati ovaj tekst u školskom ili akademskom radu? Izgled:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Apsolutna gustoća plinova"; Brazilska škola. Dostupno u: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-absoluta-dos-gases.htm. Pristupljeno 27. srpnja 2021.

Plinovi

Što su plinovi, koja su svojstva plinova, molekularni spojevi, kompresibilnost, fiksni volumen, kinetička energija srednja, apsolutna temperatura plina, idealni plin, stvarni plinovi, savršeni plin, varijable stanja plina, volumen plina, godišnja doba