Absolútna hustota plynu

Hustota je veličina, ktorú možno vypočítať zo vzťahu medzi telesnou hmotnosťou a objemom. To platí aj v prípade plynov:

d_plynu = m_plynu
V_plynu

Jednotkou hustoty plynu je zvyčajne g/l.

Je známe, že v CNTP (Normal Conditions of Temperature and Pressure) 1 mol akéhokoľvek plynu vždy zaberá objem 22,4 l. Hustotu plynov za týchto podmienok možno teda vypočítať zo vzťahu medzi molárnou hmotnosťou a týmto objemom v moloch:

d_plynu = ___M_____
22,4 l mol^-1

Ale tento vzorec možno použiť len vtedy, ak je plyn v CNTP. Ak chceme vypočítať absolútnu hustotu pre akýkoľvek plyn, môžeme použiť iný vzorec, ktorý nájdeme pomocou stavovej rovnice pre plyny:

pV = nRT

Pretože n = m/M, dosadíme do rovnice stavu plynu „n“:

pV = mRT
M
m = popoludnie
V RT

Keďže hustota je hmotnosť nad objemom, potom máme:

d = popoludnie
RT

Táto rovnica nám to ukazuje absolútna hustota plynu závisí od tlaku a teploty kde je plyn; nie je to kvôli hmotnosti, pretože tá nezávisí od tlaku a teploty, ale objemu áno.

Všimni si hustota plynu je nepriamo úmerná jeho teplote

. Toto je princíp, ktorý vysvetľuje, ako funguje balónové lietanie: vzduch v balóne je atmosférický vzduch, ktorý po zahriatí klesá na hustote a týmto spôsobom stúpa k oblohe. Čím viac sa vzduch obsiahnutý v balóne zahrieva, tým nižšia bude jeho hustota a tým vyššie bude balón stúpať.

Tu je príklad, ako použiť tento vzorec na zistenie hustoty plynu:

Príklad: Aká je absolútna hustota plynného kyslíka (O₂) pri 600 mmHg a 127 °C? (Atómová hmotnosť: O = 16)

Rozhodnutie:

údaje:

Molová hmotnosť: 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 =  POPOLUDNIE
RT
d =  _600. 32__
62,3. 400
d = 0,774 g/l

Pretože v CNTP sa tlak rovná 1 atm, teplota je 273 K a R sa rovná 0,082 alebo 22,4/273, máme:

d =  POPOLUDNIE

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

Vráťme sa k vyššie uvedenému vzorcu pre plyny v CNTP. Pozrime sa na príklad použitia tohto vzorca:

Príklad: Aká je molekulová hmotnosť plynu, ktorého absolútna hustota v CNTP je 1,96 g/l?

Rozhodnutie:

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

Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu

Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-absoluta-dos-gases.htm