Abszolút gázsűrűség

A sűrűség olyan mennyiség, amely a testtömeg és a térfogat összefüggéséből számítható ki. Ez vonatkozik a gázokra is:

d_gáz = m_gáz
V_gáz

A gáz sűrűségének mértékegysége általában g/l.

Ismeretes, hogy a CNTP-ben (Normal Conditions of Temperature and Pressure) 1 mol bármely gáz mindig 22,4 liter térfogatot foglal el. Így a gázok sűrűsége ilyen körülmények között a moláris tömeg és a molban kifejezett térfogat közötti összefüggésből számítható ki:

d_gáz = ___M_____
22,4 liter mol^-1

De ez a képlet csak akkor használható, ha a gáz a CNTP-ben van. Ha ki akarjuk számítani bármely gáz abszolút sűrűségét, használhatunk egy másik képletet, amelyet a gázok állapotegyenletével találunk meg:

pV = nRT

Mivel n = m/M, a gázállapot-egyenletben „n”-t helyettesítünk:

pV = mRT
M
m = délután
V RT

Mivel a sűrűség a tömeg a térfogathoz képest, akkor a következőt kapjuk:

d = délután
RT

Ez az egyenlet azt mutatja meg nekünk a gáz abszolút sűrűsége a nyomástól és a hőmérséklettől függ hol van a gáz; ez nem a tömeg miatt van, hiszen nem a nyomástól és a hőmérséklettől, hanem a térfogattól függ.

Vedd észre a gáz sűrűsége fordítottan arányos a hőmérsékletével. Ez az az elv, amely megmagyarázza a ballonozás gyakorlatának működését: a léggömbben lévő levegő az a légköri levegő, amely melegítés hatására csökken a sűrűsége, és így az ég felé emelkedik. Minél jobban felmelegszik a léggömbben lévő levegő, annál kisebb lesz a sűrűsége, és annál magasabbra emelkedik a ballon.

Íme egy példa arra, hogyan kell ezt a képletet használni a gáz sűrűségének meghatározására:

Példa: Mekkora az oxigéngáz abszolút sűrűsége (O₂) 600 Hgmm-en és 127 °C-on? (Atomtömeg: O = 16)

Felbontás:

Adat:

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

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

Mivel a CNTP-ben a nyomás 1 atm, a hőmérséklet 273 K és az R egyenlő 0,082 vagy 22,4/273, a következőket kapjuk:

d =  DÉLUTÁN

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

Visszatérünk a fent említett, a CNTP-ben lévő gázokra vonatkozó képlethez. Nézzünk egy példát a képlet használatára:

Példa: Mekkora a molekulatömege annak a gáznak, amelynek abszolút sűrűsége CNTP-ben 1,96 g/l?

Felbontás:

d = ___M_____
22,4 liter mol^-1

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

Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett

Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-absoluta-dos-gases.htm