Densità relativa dei gas

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:

d_IL = m = 33 g = 3 g/L
V 11L

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

δ_AB = d_IL
d_B
δ_AB = 3 g/l
2 g/l
δ_AB = 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
d2_B M₂

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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 riempi un palloncino di gas elio e lo lasci 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 qualsiasi gas in relazione ad essa può essere data dalla formula:

δ_aria = _M_
28,9
M = 28,9. δ_Ilr

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:

δ_H2 = _M_
2

M = 2. δ _H2

* Credito editoriale: Keith Bell / Shutterstock.com

di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica

Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Densità relativa dei gas"; Brasile Scuola. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-relativa-dos-gases.htm. Consultato il 27 giugno 2021.

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