La densità relativa (δ) è data dal quoziente tra le densità assolute di due gas, nelle stesse condizioni di temperatura e pressione.
Supponiamo di avere il gas 1 e il gas 2, quindi la densità relativa sarà:
δ12 = d1
d2
Nota che la densità relativa non ha unità, poiché è un numero puro che indica solo quante volte un gas è più o meno denso di un altro. Poiché è solo un numero puro, non è influenzato dalle variazioni di temperatura e pressione. Tuttavia, è importante che queste due quantità siano le stesse per i due gas.
Abbiamo che la densità è il rapporto tra la massa e il volume occupato dal gas (d = m/V). Quindi, possiamo sostituire questa relazione nella formula sopra:
δ12 = d1
d2
δ12 = m1/V1
m2/V2
In CNTP (condizioni normali di temperatura e pressione), ogni gas occupa un volume di 22,4 L. Quindi, in questo caso, V1 = V2, che può essere sovrascritto nella formula precedente.
δ12 = m1
m2
La densità relativa è proporzionale alle masse dei gas.
Diamo un'occhiata a un esempio di come determinare la densità relativa:
Esempio: Quali sono le densità relative dei due gas A e B, sapendo che:
Gas A: m = 33 g e V = 11 L;
Gas B: m = 24,2 g e V = 12,1 L.
Risoluzione:
dIL = m = 33 g = 3 g/L
V 11L
dB = m = 24,2 g = 2 g/L
V 12,1 L
δAB = dIL
dB
δAB = 3 g/l
2 g/l
δAB = 1,5
Possiamo anche mettere in relazione la densità relativa con l'equazione di stato del gas (PV = nRT), come spiegato nel testo Densità assoluta del gas, Dobbiamo:
d = pomeridiano
RT
Poi:
d1 = pomeridiano1
RT
d2 = pomeridiano2
RT
d1= pomeridiano1/RT
d2 pomeridiano2/RT
d1 = M1
d2B M2
Si noti che la densità relativa è proporzionale alle masse molari dei gas, ciò significa che, in termini comparativi, maggiore è la massa molare di un gas, maggiore è la sua densità. Ad esempio, la massa molare dell'aria è 28,96 g/mol, quella dell'elio gassoso è 4 g/mol e quella dell'anidride carbonica è 44 g/mol.
Ciò significa che la densità del gas elio rispetto all'aria è inferiore. Ecco perché quando si riempie un palloncino di gas elio e lo si lascia andare, tende a salire. D'altra parte, l'anidride carbonica è più densa dell'aria, quindi quando riempiamo un palloncino con "l'aria" dai nostri polmoni, in realtà stiamo riempiendo il pallone con anidride carbonica. In questo modo, se rilasciamo il pallone in aria, tenderà a cadere.
Se un pallone contenente gas con una massa molare inferiore a 28,96 g/mol viene rilasciato nell'aria, si solleverà; ma se è più grande, scenderà
Prendendo come riferimento l'aria (che è una miscela di gas), abbiamo che la densità relativa di un qualsiasi gas in relazione ad essa può essere data dalla formula:
δaria = _M_
28,9
M = 28,9. δIlr
Se il gas di riferimento è un altro, è sufficiente sostituire i rispettivi valori. Ad esempio, nel caso dell'idrogeno gassoso, la sua massa molare è 2 g/mol, quindi abbiamo:
δH2 = _M_
2
M = 2. δ H2
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di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-relativa-dos-gases.htm
