Densitatea absolută a gazului

Densitatea este o cantitate care poate fi calculată din relația dintre masa corporală și volum. Acest lucru se aplică și în cazul gazelor:

d_gaz = m_gaz
V_gaz

Unitatea de măsură a densității gazului este de obicei g/L.

Se știe că în CNTP (Condiții normale de temperatură și presiune) 1 mol de orice gaz ocupă întotdeauna un volum de 22,4 L. Astfel, densitatea gazelor în aceste condiții poate fi calculată din relația dintre masa molară și acest volum în moli:

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

Dar această formulă poate fi folosită numai dacă gazul este în CNTP. Dacă dorim să calculăm densitatea absolută pentru orice gaz, putem folosi o altă formulă pe care o găsim folosind ecuația de stare a gazelor:

pV = nRT

Deoarece n = m/M, înlocuim „n” în ecuația stării gazului:

pV = mRT
M
m = p.m
V RT

Deoarece densitatea este masa peste volum, atunci avem:

d = p.m
RT

Această ecuație ne arată că densitatea absolută a unui gaz depinde de presiune și temperatură unde este gazul; acest lucru nu se datorează masei, deoarece nu depinde de presiune și temperatură, ci de volum.

Observa asta densitatea gazului este invers proporţională cu temperatura acestuia. Acesta este principiul care explica modul in care functioneaza practica balonului: aerul din balon este aerul atmosferic care, incalzit, scade in densitate si, in acest fel, se ridica spre cer. Cu cât aerul conținut în balon este încălzit mai mult, cu atât densitatea acestuia va fi mai mică și balonul se va ridica mai mult.

Iată un exemplu despre cum să utilizați această formulă pentru a găsi densitatea unui gaz:

Exemplu: Care este densitatea absolută a oxigenului gazos (O₂) la 600 mmHg și 127 °C? (Masa atomică: O = 16)

Rezoluţie:

Date:

Masa molara: 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

Deoarece în CNTP presiunea este egală cu 1 atm, temperatura este de 273 K și R este egal cu 0,082 sau 22,4/273, avem:

d =  P.M

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

Revenim la formula menționată mai sus pentru gazele din CNTP. Să ne uităm la un exemplu de utilizare a acestei formule:

Exemplu: Care este masa moleculară a unui gaz a cărui densitate absolută în CNTP este de 1,96 g/L?

Rezoluţie:

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

De Jennifer Fogaça
Licențiat în Chimie

Sursă: Brazilia școală - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-absoluta-dos-gases.htm