Абсолютна густина газу

Щільність — це величина, яку можна обчислити із співвідношення між масою тіла та об’ємом. Це також стосується газів:

d_газ = м_газ
В_газ

Одиницею щільності газу зазвичай є г/л.

Відомо, що в CNTP (нормальні умови температури і тиску) 1 моль будь-якого газу завжди займає об’єм 22,4 л. Таким чином, густину для газів за цих умов можна розрахувати із співвідношення між молярною масою та цим об’ємом у молях:

d_газ = ___М_____
22,4 л. мол^-1

Але цю формулу можна використовувати тільки в тому випадку, якщо газ знаходиться в CNTP. Якщо ми хочемо обчислити абсолютну густину для будь-якого газу, ми можемо використовувати іншу формулу, яку знайдемо за допомогою рівняння стану для газів:

pV = nRT

Оскільки n = m/M, ми підставляємо «n» у рівняння стану газу:

pV = мRT
М
м = пМ
В RT

Оскільки густина - це маса над об'ємом, то маємо:

d = пМ
RT

Це рівняння показує нам це абсолютна густина газу залежить від тиску і температури де знаходиться газ; це не через масу, оскільки вона не залежить від тиску і температури, а залежить від обсягу.

Зверніть увагу на це густина газу обернено пропорційна його температурі. Це принцип, який пояснює, як працює практика повітряної кулі: повітря в повітряній кулі — це атмосферне повітря, яке при нагріванні зменшується в щільності і, таким чином, піднімається до неба. Чим більше нагрівається повітря, що міститься в повітряній кулі, тим меншою буде його щільність і тим вище підніметься повітряна куля.

Ось приклад того, як використовувати цю формулу, щоб знайти густину газу:

приклад: Яка абсолютна густина газоподібного кисню (О₂) при 600 мм рт.ст. і 127 °C? (Атомна маса: O = 16)

Роздільна здатність:

Дані:

Молярна маса: O₂: 2. 16 = 32 г/моль;
p=600 мм рт.ст.;
R = 62,3 мм рт.ст. Л. мол^-1. К^-1
T = 127 °C → 127 + 273 = 400 K

d =  PM
RT
d =  _600. 32__
62,3. 400
d = 0,774 г/л

Оскільки в CNTP тиск дорівнює 1 атм, температура 273 К і R дорівнює 0,082 або 22,4/273, маємо:

d =  PM

RT
d = ___1. М_____
(22,4/273). 273
d = ___М_____
22,4 л. мол^-1

Ми повертаємося до формули, згаданої вище для газів у CNTP. Давайте розглянемо приклад використання цієї формули:

приклад: Яка молекулярна маса газу, абсолютна густина якого в CNTP дорівнює 1,96 г/л?

Роздільна здатність:

d = ___М_____
22,4 л. мол^-1

М = 22,4. d
М = (22,4 л/моль). (1,96 г/л)
М = 43,90 г/моль

Автор: Дженніфер Фогаса
Закінчив хімію

Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-absoluta-dos-gases.htm