Absolutna gostota plina

Gostota je količina, ki jo lahko izračunamo iz razmerja med telesno maso in prostornino. To velja tudi za pline:

d_plin = m_plin
V_plin

Enota za gostoto plina je običajno g/L.

Znano je, da v CNTP (normalni pogoji temperature in tlaka) 1 mol katerega koli plina vedno zaseda prostornino 22,4 L. Tako lahko gostoto za pline pod temi pogoji izračunamo iz razmerja med molsko maso in to prostornino v molih:

d_plin = ___M_____
22,4 l. mol^-1

Toda to formulo je mogoče uporabiti le, če je plin v CNTP. Če želimo izračunati absolutno gostoto za kateri koli plin, lahko uporabimo še eno formulo, ki jo najdemo z uporabo enačbe stanja za pline:

pV = nRT

Ker je n = m/M, nadomestimo "n" v enačbi stanja plina:

pV = mRT
M
m = pm
V RT

Ker je gostota masa nad prostornino, imamo:

d = pm
RT

Ta enačba nam to kaže absolutna gostota plina je odvisna od tlaka in temperature kje je plin; to ni zaradi mase, saj ni odvisna od tlaka in temperature, ampak od prostornine.

Opazite to gostota plina je obratno sorazmerna z njegovo temperaturo

. To je načelo, ki pojasnjuje, kako deluje vadba balona: zrak v balonu je atmosferski zrak, ki se ob segrevanju zmanjša v gostoti in se na ta način dvigne v nebo. Bolj ko se segreje zrak v balonu, manjša bo njegova gostota in višje se bo balon dvignil.

Tukaj je primer, kako uporabiti to formulo za iskanje gostote plina:

Primer: Kakšna je absolutna gostota plina kisika (O₂) pri 600 mmHg in 127 °C? (Atomska masa: O = 16)

Resolucija:

Podatki:

Molska masa: 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

Ker je v CNTP tlak enak 1 atm, temperatura je 273 K in je R enak 0,082 ali 22,4/273, imamo:

d =  PM

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

Vrnimo se k zgoraj omenjeni formuli za pline v CNTP. Oglejmo si primer uporabe te formule:

Primer: Kolikšna je molekulska masa plina, katerega absolutna gostota v CNTP je 1,96 g/L?

Resolucija:

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

Avtor: Jennifer Fogaça
Diplomirala iz kemije

vir: brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-absoluta-dos-gases.htm