ความหนาแน่นสัมพัทธ์ (δ) ถูกกำหนดโดยผลหารระหว่างความหนาแน่นสัมบูรณ์ของก๊าซสองชนิด ภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันเดียวกัน
สมมุติว่าเรามีแก๊ส 1 และแก๊ส 2 ความหนาแน่นสัมพัทธ์จะเป็น:
δ12 = d1
d2
โปรดทราบว่าความหนาแน่นสัมพัทธ์ไม่มีเอกภาพ เนื่องจากเป็นจำนวนบริสุทธิ์ที่บ่งชี้ว่าก๊าซหนึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าหรือน้อยกว่าอีกกี่ครั้งเท่านั้น เนื่องจากเป็นเพียงตัวเลขล้วนๆ จึงไม่ได้รับผลกระทบจากความแปรผันของอุณหภูมิและความดัน อย่างไรก็ตาม มันเป็นสิ่งสำคัญที่ปริมาณทั้งสองนี้จะเหมือนกันสำหรับก๊าซทั้งสอง
เรามีความหนาแน่นนั้นคืออัตราส่วนของมวลต่อปริมาตรที่ก๊าซครอบครอง (d = m/V) ดังนั้น เราสามารถแทนที่ความสัมพันธ์นี้ในสูตรด้านบน:
δ12 = d1
d2
δ12 = ม1/V1
ม2/V2
ใน CNTP (สภาวะปกติของอุณหภูมิและความดัน) ก๊าซทุกชนิดจะมีปริมาตร 22.4 ลิตร ดังนั้นในกรณีนี้ V1 = ว2ซึ่งสามารถแทนที่ได้ในสูตรด้านบน
δ12 = ม1
ม2
ความหนาแน่นสัมพัทธ์เป็นสัดส่วนกับมวลของก๊าซ
มาดูตัวอย่างวิธีการกำหนดความหนาแน่นสัมพัทธ์กัน:
ตัวอย่าง: ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซสองชนิด A และ B คืออะไร โดยรู้ว่า:
แก๊ส A: m = 33g และ V = 11 L;
แก๊ส B: m = 24.2 g และ V = 12.1 L.
ความละเอียด:
dเธ = ม = 33g = 3 กรัม/ลิตร
วี 11L
dบี = ม = 24.2g = 2 กรัม/ลิตร
วี 12.1L
δAB = dเธ
dบี
δAB = 3 กรัม/ลิตร
2 กรัม/ลิตร
δAB = 1,5
นอกจากนี้เรายังสามารถเชื่อมโยงความหนาแน่นสัมพัทธ์กับสมการสถานะก๊าซ (PV = nRT) ตามที่อธิบายในข้อความ ความหนาแน่นของก๊าซสัมบูรณ์, เราต้อง:
ง = PM
RT
จากนั้น:
d1 = PM1
RT
d2 = PM2
RT
d1= PM1/RT
d2 PM2/RT
d1 = เอ็ม1
d2บี เอ็ม2
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
โปรดทราบว่าความหนาแน่นสัมพัทธ์เป็นสัดส่วนกับมวลโมลาร์ของก๊าซ ซึ่งหมายความว่า ในแง่เปรียบเทียบ ยิ่งมวลโมลาร์ของแก๊สมากเท่าใด ความหนาแน่นของก๊าซก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น มวลโมลาร์ของอากาศเท่ากับ 28.96 ก./โมล ของก๊าซฮีเลียมคือ 4 ก./โมล และของคาร์บอนไดออกไซด์ 44 ก./โมล
ซึ่งหมายความว่าความหนาแน่นของก๊าซฮีเลียมเมื่อเทียบกับอากาศจะต่ำกว่า นั่นเป็นเหตุผลที่เมื่อคุณเติมก๊าซฮีเลียมลงในบอลลูนแล้วปล่อยไป บอลลูนก็มีแนวโน้มที่จะลอยขึ้น ในทางกลับกัน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มีความหนาแน่นมากกว่าอากาศ ดังนั้นเมื่อเราเติม "อากาศ" จากปอดในบอลลูน เราจึงเติมคาร์บอนไดออกไซด์ในบอลลูน ด้วยวิธีนี้ถ้าปล่อยบอลลูนขึ้นไปในอากาศก็จะมีแนวโน้มที่จะตกลงมา
ถ้าบอลลูนที่บรรจุก๊าซที่มีมวลโมลาร์น้อยกว่า 28.96 ก./โมล ถูกปล่อยขึ้นไปในอากาศ บอลลูนจะลอยขึ้น แต่ถ้าใหญ่ก็ลง
เมื่อพิจารณาถึงอากาศ (ซึ่งเป็นส่วนผสมของก๊าซ) เป็นข้อมูลอ้างอิง เรามีความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซใดๆ ที่สัมพันธ์กับมัน สามารถกำหนดได้โดยสูตร:
δอากาศ = _เอ็ม_
28,9
ม = 28.9 δดิr
หากก๊าซอ้างอิงเป็นก๊าซอื่น ให้แทนที่ค่าที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างเช่น ในกรณีของก๊าซไฮโดรเจน มวลโมลาร์ของมันคือ 2 กรัม/โมล ดังนั้นเราจึงได้:
δH2 = _เอ็ม_
2
ม = 2 δ H2
* เครดิตบรรณาธิการ: Keith Bell / Shutterstock.com
โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี
คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:
โฟกาซ่า, เจนนิเฟอร์ โรชา วาร์กัส "ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซ"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-relativa-dos-gases.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 มิถุนายน 2021.
แก๊สคืออะไร แก๊สมีคุณสมบัติอย่างไร สารประกอบโมเลกุล อัดได้ ปริมาตรคงที่ พลังงานจลน์ ค่าเฉลี่ย อุณหภูมิสัมบูรณ์ของก๊าซ ก๊าซในอุดมคติ ก๊าซจริง ก๊าซสมบูรณ์ ตัวแปรสถานะก๊าซ ปริมาตรของก๊าซ ฤดูกาล
