Абсолютная плотность газа

Плотность - это величина, которую можно рассчитать исходя из соотношения между массой и объемом тела. Это также относится к газам:

d_газ = м_газ
V_газ

Обычно единица плотности газа - г / л.

Известно, что в CNTP (нормальных условиях температуры и давления) 1 моль любого газа всегда занимает объем 22,4 л. Таким образом, плотность газов в этих условиях может быть рассчитана из соотношения между молярной массой и этим объемом в молях:

d_газ = ___M_____
22,4 л. моль^-1

Но эту формулу можно использовать только в том случае, если газ находится в CNTP. Если мы хотим рассчитать абсолютную плотность для любого газа, мы можем использовать другую формулу, которую мы находим, используя уравнение состояния для газов:

pV = nRT

Поскольку n = m / M, подставляем «n» в уравнение состояния газа:

pV = мRT
M
м = вечера
V RT

Поскольку плотность - это масса над объемом, то мы имеем:

d = вечера
RT

Это уравнение показывает нам, что абсолютная плотность газа зависит от давления и температуры где газ; это не из-за массы, поскольку она не зависит от давления и температуры, а из-за объема.

Заметить, что плотность газа обратно пропорциональна его температуре. Это принцип, который объясняет, как работает практика полетов на воздушном шаре: воздух в воздушном шаре - это атмосферный воздух, который при нагревании уменьшается в плотности и, таким образом, поднимается в небо. Чем больше нагревается воздух, содержащийся в воздушном шаре, тем ниже его плотность и тем выше поднимается воздушный шар.

Вот пример того, как использовать эту формулу для определения плотности газа:

Пример: Какова абсолютная плотность газообразного кислорода (O₂) при 600 мм рт. ст. и 127 ° C? (Атомная масса: O = 16)

Разрешение:

Данные:

Молярная масса: O₂: 2. 16 = 32 г / моль;
р = 600 мм рт.
R = 62,3 мм рт. Л. моль^-1. K^-1
Т = 127 ° С → 127 + 273 = 400 К

d =  ВЕЧЕРА
RT
d =  _600. 32__
62,3. 400
d = 0,774 г / л

Поскольку в CNTP давление равно 1 атм, температура равна 273 K, а R равно 0,082 или 22,4 / 273, имеем:

d =  ВЕЧЕРА

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

Вернемся к указанной выше формуле для газов в CNTP. Давайте посмотрим на пример того, как использовать эту формулу:

Пример: Какова молекулярная масса газа, абсолютная плотность которого в CNTP составляет 1,96 г / л?

Разрешение:

d = ___M_____
22,4 л. моль^-1

М = 22,4. d
M = (22,4 л / моль). (1,96 г / л)
M = 43,90 г / моль

Дженнифер Фогача
Окончила химический факультет

Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-absoluta-dos-gases.htm