A gázok relatív sűrűsége

A relatív sűrűséget (δ) két gáz abszolút sűrűségének hányadosa adja meg, ugyanazon hőmérsékleti és nyomási körülmények között.

Tegyük fel, hogy van 1-es és 2-es gázunk, tehát a relatív sűrűség a következő lesz:

δ₁₂ = d₁
d₂

Ne feledje, hogy a relatív sűrűségnek nincs egysége, mivel ez egy tiszta szám, amely csak azt jelzi, hogy egy gáz hányszor többé-kevésbé sűrű, mint a másik. Mivel ez csak egy tiszta szám, a hőmérséklet és a nyomás változásai nem befolyásolják. Fontos azonban, hogy ez a két mennyiség azonos legyen a két gáz esetében.

Megvan, hogy a sűrűség a gáz által elfoglalt tömeg és térfogat aránya (d = m / V). Tehát ezt a kapcsolatot a fenti képlettel helyettesíthetjük:

δ₁₂ = d₁
d₂
δ₁₂ = m₁/ V₁
m₂/ V₂

CNTP-ben (a hőmérséklet és a nyomás normál körülményei) minden gáz 22,4 liter térfogatot foglal el. Tehát ebben az esetben V₁ = V₂, amely felülírható a fenti képlettel.

δ₁₂ = m₁
m₂

A relatív sűrűség arányos a gázok tömegével.

Nézzünk meg egy példát a relatív sűrűség meghatározására:

Példa: Mekkora két A és B gáz relatív sűrűsége, tudva, hogy:

A gáz: m = 33 g és V = 11 l;

B gáz: m = 24,2 g és V = 12,1 L.

Felbontás:

d_A = m = 33g = 3 g / l
V 11L

d_B = m = 24,2 g = 2 g / l
V 12,1L

δ_AB = d_A
d_B
δ_AB = 3 g / l
2 g / l
δ_AB = 1,5

A relatív sűrűséget a gázállapot-egyenlettel (PV = nRT) is összefüggésbe hozhatjuk, amint azt a szöveg elmagyarázza Abszolút gázsűrűség, Nekünk kell:

d = DÉLUTÁN
RT

Azután:

d₁ = DÉLUTÁN₁
RT

d₂ = DÉLUTÁN₂
RT

d₁= DÉLUTÁN₁/RT
d₂ DÉLUTÁN₂/RT

d₁ = M₁
d2_B M₂

Vegye figyelembe, hogy a relatív sűrűség arányos a gázok moláris tömegével, ez azt jelenti, hogy összehasonlító értelemben minél nagyobb a gáz moláris tömege, annál nagyobb a sűrűsége. Például a levegő moláris tömege 28,96 g / mol, a héliumgázé 4 g / mol, a szén-dioxidé pedig 44 g / mol.

Ez azt jelenti, hogy a hélium gáz sűrűsége a levegőhöz viszonyítva alacsonyabb. Éppen ezért, ha megtölt egy léggömböt héliumgázzal és elengedi, hajlamos megemelkedni. Másrészt a szén-dioxid sűrűbb, mint a levegő, így amikor egy léggömböt megtöltünk a tüdőből származó „levegővel”, akkor valójában szén-dioxiddal töltjük fel a léggömböt. Ily módon, ha elengedjük a léggömböt a levegőben, hajlamos lesz esni.

Ha 28,96 g / molnál kisebb moláris tömegű gázt tartalmazó léggömb kerül a levegőbe, az fel fog emelkedni; de ha nagyobb, akkor csökken

A levegőt (amely gázkeverék) referenciaként tekintjük, hogy bármely gáz relatív sűrűségét hozzá viszonyítva a következő képlettel lehet megadni:

δ_levegő = _M_
28,9
M = 28,9. δ_Ar

Ha a referenciagáz más, csak cserélje ki a megfelelő értékeket. Például hidrogéngáz esetében annak moláris tömege 2 g / mol, tehát:

δ_H2 = _M_
2

M = 2. δ _H2

* Szerkesztői jóváírás: Keith Bell / Shutterstock.com

Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett

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