Gęstość to masa na jednostkę objętości. Znajdowanie gęstości a gaz to to samo, co znalezienie gęstość z solidny lub płyn. Musisz znać masę i objętość gazu. Problem z gazami polega na tym, że często podaje się ciśnienia i temperatury bez wzmianki o objętości. Musisz to zrozumieć na podstawie innych informacji.
To przykładowy problem pokaże, jak obliczyć gęstość gazu, biorąc pod uwagę rodzaj gazu, ciśnienie i temperaturę.
Pytanie: Jaka jest gęstość tlen gaz przy 5 atm i 27 ° C?
Najpierw zapiszmy to, co wiemy:
Gaz to tlen lub gaz2.
Ciśnienie wynosi 5 atm
Temperatura wynosi 27 ° C
Zacznijmy od wzoru na prawo gazu doskonałego.
PV = nRT
gdzie
P = ciśnienie
V = objętość
n = liczba moli gazu
R = stała gazu (0,0821 L · atm / mol · K)
T = temperatura bezwzględna
Jeśli rozwiążemy równanie objętości, otrzymamy:
V = (nRT) / P
Wiemy wszystko, czego teraz potrzebujemy, aby znaleźć objętość, z wyjątkiem liczby moli gazu. Aby to znaleźć, pamiętaj związek między liczbą moli a masą.
n = m / MM
gdzie
n = liczba moli gazu
m = masa gazu
MM = masa cząsteczkowa gazu
Jest to pomocne, ponieważ musieliśmy znaleźć masę i znamy masę cząsteczkową gazowego tlenu. Jeśli podstawimy nw pierwszym równaniu, otrzymamy:
V = (mRT) / (MMP)
Podziel obie strony przez m:
V / m = (RT) / (MMP)
Ale gęstość wynosi m / V, więc odwróć równanie, aby uzyskać:
m / V = (MMP) / (RT) = gęstość gazu.
Teraz musimy wstawić znane nam wartości.
MM tlenu gazowego lub O2 wynosi 16 + 16 = 32 gramów / mol
P = 5 atm
T = 27 ° C, ale potrzebujemy temperatury bezwzględnej.
T.K. = Tdo + 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
Odpowiedź: Gęstość gazowego tlenu wynosi 6,5 g / l.