Bağıl yoğunluk (δ), aynı sıcaklık ve basınç koşulları altında iki gazın mutlak yoğunlukları arasındaki oran ile verilir.
Diyelim ki gaz 1 ve gaz 2'ye sahibiz, dolayısıyla bağıl yoğunluk şöyle olacaktır:
δ12 = d1
d2
Bir gazın diğerinden kaç kez daha fazla veya daha az yoğun olduğunu gösteren saf bir sayı olduğundan, bağıl yoğunluğun bir birliği olmadığını unutmayın. Sadece saf bir sayı olduğu için sıcaklık ve basınçtaki değişikliklerden etkilenmez. Ancak, bu iki miktarın iki gaz için aynı olması önemlidir.
Yoğunluk, gazın kapladığı kütlenin hacme oranıdır (d = m/V). Dolayısıyla, bu ilişkiyi yukarıdaki formülde değiştirebiliriz:
δ12 = d1
d2
δ12 = m1/V1
m2/V2
CNTP'de (Normal Sıcaklık ve Basınç Koşulları), her gaz 22,4 L'lik bir hacim kaplar. Yani, bu durumda, V1 = V2, yukarıdaki formülde geçersiz kılınabilir.
δ12 = m1
m2
Nispi yoğunluk gazların kütleleriyle orantılıdır.
Göreceli yoğunluğun nasıl belirleneceğine dair bir örneğe bakalım:
Misal: Aşağıdakileri bilerek, iki A ve B gazının bağıl yoğunlukları nedir:
Gaz A: m = 33g ve V = 11 L;
Gaz B: m = 24,2 g ve V = 12,1 L.
Çözüm:
dbu = m = 33g = 3 g/L
V 11L
dB = m = 24.2g = 2 g/L
V 12.1L
δAB = dbu
dB
δAB = 3 g/L
2 g/L
δAB = 1,5
Metinde açıklandığı gibi, bağıl yoğunluğu gaz durumu denklemi (PV = nRT) ile de ilişkilendirebiliriz. Mutlak Gaz Yoğunluğu, Zorundayız:
d = PM
RT
Sonra:
d1 = PM1
RT
d2 = PM2
RT
d1= PM1/RT
d2 PM2/RT
d1 = M1
d2B M2
Göreceli yoğunluğun gazların molar kütleleriyle orantılı olduğuna dikkat edin; bu, karşılaştırmalı olarak, bir gazın molar kütlesi ne kadar büyükse, yoğunluğunun o kadar büyük olduğu anlamına gelir. Örneğin, havanın molar kütlesi 28.96 g/mol, helyum gazınınki 4 g/mol ve karbondioksitinki 44 g/mol'dür.
Bu, havaya göre helyum gazının yoğunluğunun daha düşük olduğu anlamına gelir. Bu yüzden bir balonu helyum gazı ile doldurup bıraktığınızda balon yükselme eğilimindedir. Öte yandan, karbondioksit havadan daha yoğundur, bu nedenle bir balonu ciğerlerimizden gelen “hava” ile doldurduğumuzda, aslında balonu karbondioksit ile doldurmuş oluyoruz. Bu şekilde balonu havaya bırakırsak düşme eğiliminde olacaktır.
Molar kütlesi 28,96 g/mol'den az olan gaz içeren bir balon havaya bırakılırsa, yükselir; ama daha büyükse, aşağı inecek
Hava (bir gaz karışımıdır) referans alındığında, herhangi bir gazın ona göre nispi yoğunluğunun aşağıdaki formülle verilebileceğine sahibiz:
δhava = _M_
28,9
M = 28.9. δr
Referans gaz başka bir gaz ise, sadece ilgili değerlerini değiştirin. Örneğin, hidrojen gazı durumunda, molar kütlesi 2 g/mol'dür, yani elimizde:
δH2 = _M_
2
M = 2. δ H2
* Editoryal Kredi: Keith Bell / Shutterstock.com
Jennifer Foğaça tarafından
Kimya mezunu
Kaynak: Brezilya Okulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-relativa-dos-gases.htm
