Cum se calculează densitatea unui gaz

Densitatea este masa pe unitate de volum. Găsirea densității unui gaz este aceeași cu a găsi densitatea unui solid sau a unui lichid. Trebuie să știți masa și volumul gazului. Partea complicată cu gaze este că de multe ori vi se oferă presiuni și temperaturi, fără a menționa volumul. Trebuie să-l descoperiți din celelalte informații.

Acest exemplu de exemplu va arăta cum se calculează densitatea unui gaz atunci când este dat tipul de gaz, presiunea și temperatura.

Întrebare: Care este densitatea gazului de oxigen la 5 atm și 27 ° C?

În primul rând, să notăm ce știm:

Gazul este gaz de oxigen sau O₂.
Presiunea este de 5 atm
Temperatura este de 27 ° C

Să începem cu formula Legii gazelor ideale.

PV = nRT

Unde
P = presiune
V = volum
n = numărul de moli de gaze
R = constanta gazului (0,0821 L · atm / mol · K)
T = temperatura absolută

Dacă rezolvăm ecuația pentru volum, obținem:

V = (nRT) / P

Știm tot ce avem nevoie pentru a găsi volumul acum, cu excepția numărului de moli de gaz. Pentru a găsi acest lucru, amintiți-vă relația dintre numărul de alunițe și masă.

n = m / MM

Unde
n = numărul de moli de gaze
m = masa de gaz
MM = masa moleculară a gazului

Acest lucru este util, deoarece avem nevoie să găsim masa și știm masa moleculară a gazului de oxigen. Dacă înlocuim n pentru prima ecuație, obținem:

V = (mRT) / (MMP)

Împărțiți ambele părți la m:

V / m = (RT) / (MMP)

Dar densitatea este m / V, deci răsuciți ecuația pentru a obține:

m / V = ​​(MMP) / (RT) = densitatea gazului.

Acum trebuie să introducem valorile pe care le cunoaștem.

MM de oxigen gaz sau O₂ este de 16 + 16 = 32 grame / mol
P = 5 atm
T = 27 ° C, dar avem nevoie de temperatură absolută.
T_K = T_C + 273
T = 27 + 273 = 300 K

m / V = ​​(32 g / mol · 5 atm) / (0,0821 L · atm / mol · K · 300 K)
m / V = ​​160 / 24,63 g / L
m / V = ​​6,5 g / L

Răspuns: Densitatea gazului de oxigen este de 6,5 g / L.