Absolutt gasstetthet

Tetthet er en mengde som kan beregnes ut fra forholdet mellom kroppsmasse og volum. Dette gjelder også for gasser:

d_gass = m_gass
V_gass

Enheten for gasstetthet er vanligvis g/L.

Det er kjent at i CNTP (normale betingelser for temperatur og trykk) opptar 1 mol av enhver gass alltid et volum på 22,4 L. Dermed kan tettheten for gasser under disse forholdene beregnes ut fra forholdet mellom molmassen og dette volumet i mol:

d_gass = ___M_____
22,4 L. mol^-1

Men denne formelen kan bare brukes hvis gassen er i CNTP. Hvis vi ønsker å beregne den absolutte tettheten for en hvilken som helst gass, kan vi bruke en annen formel som vi finner ved å bruke tilstandsligningen for gasser:

pV = nRT

Siden n = m/M, erstatter vi "n" i gasstilstandsligningen:

pV = mRT
M
m = pM
V RT

Siden tetthet er masse over volum, har vi:

d = pM
RT

Denne ligningen viser oss det den absolutte tettheten til en gass avhenger av trykk og temperatur hvor gassen er; dette er ikke på grunn av massen, da det ikke er avhengig av trykk og temperatur, men volumet gjør det.

Legg merke til det tettheten til gassen er omvendt proporsjonal med dens temperatur. Dette er prinsippet som forklarer hvordan praksisen med ballongkjøring fungerer: luften i ballongen er den atmosfæriske luften som, når den varmes opp, avtar i tetthet og på denne måten stiger til himmelen. Jo mer luften som finnes i ballongen varmes opp, jo lavere vil tettheten være og jo høyere vil ballongen stige.

Her er et eksempel på hvordan du bruker denne formelen for å finne tettheten til en gass:

Eksempel: Hva er den absolutte tettheten av oksygengass (O₂) ved 600 mmHg og 127 °C? (Atommasse: O = 16)

Vedtak:

Data:

Molar masse: 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 =  PM
RT
d =  _600. 32__
62,3. 400
d = 0,774 g/L

Siden i CNTP er trykket lik 1 atm, temperaturen er 273 K og R er lik 0,082 eller 22,4/273, har vi:

d =  PM

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

Vi kommer tilbake til formelen nevnt ovenfor for gasser i CNTP. La oss se på et eksempel på hvordan du bruker denne formelen:

Eksempel: Hva er molekylmassen til en gass hvis absolutte tetthet i CNTP er 1,96 g/L?

Vedtak:

d = ___M_____
22,4 L. mol^-1

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

Av Jennifer Fogaça
Uteksaminert i kjemi

Kilde: Brasil skole - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-absoluta-dos-gases.htm