Відносна щільність газів

Відносна щільність (δ) задається часткою між абсолютними густинами двох газів при однакових умовах температури та тиску.

Скажімо, у нас є газ 1 і газ 2, тому відносна щільність буде:

δ₁₂ = d₁
d₂

Зверніть увагу, що відносна щільність не має одиниці, оскільки це чисте число, яке вказує лише на те, скільки разів один газ є більш-менш щільним за інший. Оскільки це просто чисте число, на нього не впливають коливання температури та тиску. Однак важливо, щоб ці дві величини були однаковими для двох газів.

Ми маємо, що щільність - це відношення маси до об’єму, який займає газ (d = m / V). Отже, ми можемо замінити це співвідношення у формулі вище:

δ₁₂ = d₁
d₂
δ₁₂ = м₁/ V₁
м₂/ V₂

У CNTP (нормальні умови температури та тиску) кожен газ займає об'єм 22,4 л. Отже, у цьому випадку V₁ = V₂, який можна замінити у наведеній вище формулі.

δ₁₂ = м₁
м₂

Відносна щільність пропорційна масам газів.

Давайте розглянемо приклад того, як визначити відносну щільність:

Приклад: Які відносні густини двох газів A і B, знаючи, що:

Газ A: m = 33g та V = 11 L;

Газ В: m = 24,2 г і V = 12,1 л.

Дозвіл:

d_THE = м = 33г = 3 г / л
V 11L

d_B = м = 24,2г = 2 г / л
V 12,1L

δ_AB = d_THE
d_B
δ_AB = 3 г / л
2 г / л
δ_AB = 1,5

Ми також можемо пов'язати відносну щільність із рівнянням стану газу (PV = nRT), як пояснюється в тексті Абсолютна щільність газу, Ми мусимо:

d = ПМ
RT

Тоді:

d₁ = ПМ₁
RT

d₂ = ПМ₂
RT

d₁= ПМ₁/RT
d₂ ПМ₂/RT

d₁ = М₁
d2_B М₂

Зверніть увагу, що відносна щільність пропорційна молярним масам газів, це означає, що, у порівняльних показниках, чим більша молярна маса газу, тим більша його щільність. Наприклад, молярна маса повітря становить 28,96 г / моль, газу гелію - 4 г / моль, а вуглекислого газу - 44 г / моль.

Це означає, що щільність газу гелію щодо повітря менша. Ось чому, коли ви заповнюєте аеростат газом гелієм і відпускаєте його, він, як правило, піднімається. З іншого боку, вуглекислий газ щільніший за повітря, тому, коли ми наповнюємо повітряну кулю «повітрям» з наших легенів, ми фактично наповнюємо повітряну кульку вуглекислим газом. Таким чином, якщо ми випустимо повітряну кулю в повітря, вона, як правило, впаде.

Якщо повітряна куля, що містить газ з молярною масою менше 28,96 г / моль, випустить у повітря, він підніметься; але якщо вона більша, вона знизиться

Розглядаючи повітря (яке є сумішшю газів) як еталон, маємо, що відносну щільність будь-якого газу щодо нього можна задати за формулою:

δ_{повітря} = _М_
28,9
М = 28,9. δ_р

Якщо еталонний газ інший, просто підставте відповідні значення. Наприклад, у випадку газоподібного водню його молярна маса становить 2 г / моль, тому маємо:

δ_Н2 = _М_
2

М = 2. δ _Н2

* Редакційний кредит: Кіт Белл / Shutterstock.com

Дженніфер Фогача
Закінчив хімію

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