Относительная плотность газов

Относительная плотность (δ) определяется как отношение абсолютных плотностей двух газов при одинаковых условиях температуры и давления.

Допустим, у нас есть газ 1 и газ 2, поэтому относительная плотность будет:

δ₁₂ = d₁
d₂

Обратите внимание, что относительная плотность не имеет единицы, поскольку это чистое число, которое только указывает, во сколько раз один газ более или менее плотен, чем другой. Поскольку это просто чистое число, на него не влияют изменения температуры и давления. Однако важно, чтобы эти две величины были одинаковыми для двух газов.

У нас есть эта плотность - это отношение массы к объему, занимаемому газом (d = m / V). Итак, мы можем заменить это соотношение в приведенной выше формуле:

δ₁₂ = d₁
d₂
δ₁₂ = м₁/ V₁
м₂/ V₂

В CNTP (нормальные условия температуры и давления) каждый газ занимает объем 22,4 л. Итак, в этом случае V₁ = V₂, который можно переопределить в приведенной выше формуле.

δ₁₂ = м₁
м₂

Относительная плотность пропорциональна массам газов.

Давайте посмотрим на пример, как определить относительную плотность:

Пример: Каковы относительные плотности двух газов A и B, зная, что:

Газ A: m = 33 г и V = 11 л;

Газ B: m = 24,2 г и V = 12,1 л.

Разрешение:

d_THE = м = 33 г = 3 г / л
V 11L

d_B = м = 24,2 г = 2 г / л
V 12.1L

δ_AB = d_THE
d_B
δ_AB = 3 г / л
2 г / л
δ_AB = 1,5

Мы также можем связать относительную плотность с уравнением состояния газа (PV = nRT), как объясняется в тексте. Абсолютная плотность газа, Мы должны:

d = ВЕЧЕРА
RT

Потом:

d₁ = ВЕЧЕРА₁
RT

d₂ = ВЕЧЕРА₂
RT

d₁= ВЕЧЕРА₁/RT
d₂ ВЕЧЕРА₂/RT

d₁ = M₁
d2_B M₂

Обратите внимание, что относительная плотность пропорциональна молярным массам газов, это означает, что для сравнения, чем больше молярная масса газа, тем выше его плотность. Например, молярная масса воздуха составляет 28,96 г / моль, молярная масса газообразного гелия составляет 4 г / моль, а молярная масса диоксида углерода составляет 44 г / моль.

Это означает, что плотность газообразного гелия по отношению к воздуху ниже. Вот почему, когда вы наполняете воздушный шар гелием и отпускаете его, он имеет тенденцию подниматься. С другой стороны, углекислый газ плотнее воздуха, поэтому, когда мы наполняем воздушный шар «воздухом» из наших легких, мы фактически наполняем воздушный шар углекислым газом. Таким образом, если мы выпустим воздушный шар в воздух, он будет иметь тенденцию упасть.

Если баллон, содержащий газ с молярной массой менее 28,96 г / моль, выпущен в воздух, он поднимется; но если он больше, он пойдет вниз

Рассматривая воздух (который представляет собой смесь газов) в качестве эталона, мы получаем, что относительная плотность любого газа по отношению к нему может быть определена по формуле:

δ_{воздуха} = _M_
28,9
М = 28,9. δ_Вр

Если эталонный газ - другой, просто замените их соответствующие значения. Например, в случае газообразного водорода его молярная масса составляет 2 г / моль, поэтому мы имеем:

δ_H2 = _M_
2

М = 2. δ _H2

* Авторские права редакции: Кейт Белл / Shutterstock.com

Дженнифер Фогача
Окончила химический факультет

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