Dichtheid is een grootheid die kan worden berekend uit de relatie tussen lichaamsmassa en volume. Dit geldt ook voor gassen:
NSgas- = mgas-
Vgas-
De eenheid van gasdichtheid is gewoonlijk g/L.
Het is bekend dat in CNTP (normale omstandigheden van temperatuur en druk) 1 mol van een gas altijd een volume van 22,4 L inneemt. Zo kan de dichtheid voor gassen onder deze omstandigheden worden berekend uit de relatie tussen de molmassa en dit volume in mol:
NSgas- = ___m_____
22,4 l. mol-1
Maar deze formule kan alleen worden gebruikt als het gas zich in de CNTP bevindt. Als we de absolute dichtheid voor een gas willen berekenen, kunnen we een andere formule gebruiken die we vinden met de toestandsvergelijking voor gassen:
pV = nRT
Aangezien n = m/M, vervangen we "n" in de gastoestandvergelijking:
pV = mRT
m
m = p.m
V RT
Omdat dichtheid massa over volume is, hebben we:
d = p.m
RT
Deze vergelijking laat ons zien dat de absolute dichtheid van een gas hangt af van druk en temperatuur waar het gas is; dit komt niet door de massa, die hangt niet af van druk en temperatuur, maar het volume wel.
Let erop dat de dichtheid van het gas is omgekeerd evenredig met de temperatuur. Dit is het principe dat verklaart hoe de praktijk van ballonvaren werkt: de lucht in de ballon is de atmosferische lucht die bij verhitting in dichtheid afneemt en op deze manier naar de hemel stijgt. Hoe meer de lucht in de ballon wordt verwarmd, hoe lager de dichtheid zal zijn en hoe hoger de ballon zal stijgen.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Hier is een voorbeeld van hoe je deze formule kunt gebruiken om de dichtheid van een gas te vinden:
Voorbeeld: Wat is de absolute dichtheid van zuurstofgas (O2) bij 600 mmHg en 127 °C? (Atoommassa: O = 16)
Oplossing:
Gegevens:
Molaire massa: 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 = P.M
RT
d = _600. 32__
62,3. 400
d = 0,774 g/L
Aangezien in CNTP de druk gelijk is aan 1 atm, de temperatuur 273 K is en R gelijk is aan 0,082 of 22,4/273, hebben we:
d = P.M
RT
d = ___1. m_____
(22,4/273). 273
d = ___m_____
22,4 l. mol-1
We komen terug op de hierboven genoemde formule voor gassen in CNTP. Laten we eens kijken naar een voorbeeld van het gebruik van deze formule:
Voorbeeld: Wat is de molecuulmassa van een gas waarvan de absolute dichtheid in CNTP 1,96 g/L is?
Oplossing:
d = ___m_____
22,4 l. mol-1
M = 22,4. NS
M = (22,4 l/mol). (1,96 g/l)
M = 43,90 g/mol
Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijk:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Absolute Gassendichtheid"; Braziliaanse School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-absoluta-dos-gases.htm. Betreden op 27 juli 2021.
Wat zijn gassen, wat zijn de eigenschappen van gassen, moleculaire verbindingen, samendrukbaarheid, vast volume, kinetische energie gemiddelde, absolute temperatuur van een gas, ideaal gas, echte gassen, perfect gas, gastoestandsvariabelen, volume van een gas, seizoenen
