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