Η πυκνότητα είναι μάζα ανά μονάδα όγκου. Εύρεση της πυκνότητας ενός αέριο είναι η ίδια με την εύρεση του πυκνότητα του α στερεός ή υγρό. Πρέπει να γνωρίζετε τη μάζα και τον όγκο του αερίου. Το δύσκολο μέρος με τα αέρια είναι ότι συχνά δίνετε πιέσεις και θερμοκρασίες χωρίς να αναφέρετε τον όγκο. Πρέπει να το καταλάβετε από τις άλλες πληροφορίες.
Αυτό παράδειγμα πρόβλημα θα δείξει πώς να υπολογίσει την πυκνότητα ενός αερίου όταν δίνεται ο τύπος του αερίου, η πίεση και η θερμοκρασία.
Ερώτηση: Ποια είναι η πυκνότητα του οξυγόνο αέριο στα 5 atm και 27 ° C;
Πρώτον, ας γράψουμε αυτό που γνωρίζουμε:
Το αέριο είναι οξυγόνο ή Ο2.
Η πίεση είναι 5 atm
Η θερμοκρασία είναι 27 ° C
Ας ξεκινήσουμε με τον τύπο του νόμου για το ιδανικό αέριο.
PV = nRT
που
P = πίεση
V = όγκος
n = αριθμός γραμμομορίων αερίου
R = σταθερά αερίου (0,0821 L · atm / mol · Κ)
T = απόλυτη θερμοκρασία
Αν επιλύσουμε την εξίσωση για τον όγκο, παίρνουμε:
V = (nRT) / Ρ
Ξέρουμε όλα όσα χρειάζεται για να βρούμε τον όγκο τώρα εκτός από τον αριθμό των γραμμομορίων αερίου. Για να το βρείτε αυτό, θυμηθείτε τη σχέση μεταξύ του αριθμού κιλών και της μάζας.
n = m / ΜΜ
που
n = αριθμός γραμμομορίων αερίου
m = μάζα αερίου
MM = μοριακό βάρος του αερίου
Αυτό είναι χρήσιμο αφού χρειάζεται να βρούμε τη μάζα και γνωρίζουμε τη μοριακή μάζα του αερίου οξυγόνου. Αν αντικαταστήσουμε το n στην πρώτη εξίσωση, παίρνουμε:
V = (mRT) / (ΜΜΡ)
Διαιρέστε και τις δύο πλευρές από m:
V / m = (RT) / (ΜΜΡ)
Αλλά η πυκνότητα είναι m / V, οπότε γυρίστε την εξίσωση για να πάρετε:
m / V = (ΜΜΡ) / (RT) = πυκνότητα του αερίου.
Τώρα πρέπει να εισαγάγουμε τις αξίες που γνωρίζουμε.
ΜΜ αερίου οξυγόνου ή Ο2 είναι 16 + 16 = 32 γραμμάρια / γραμμομόριο
Ρ = 5 atm
T = 27 ° C, αλλά χρειαζόμαστε απόλυτη θερμοκρασία.
Τκ = Τντο + 273
Τ = 27 + 273 = 300 Κ
m / V = (32 g / mol · 5 atm) / (0,0821 L · atm / mol · Κ · 300 Κ)
m / V = 160 / 24,63 g / L
m / V = 6,5 g / L
Απάντηση: Η πυκνότητα του αερίου οξυγόνου είναι 6,5 g / L.