Wie man die Dichte eines Gases berechnet

Die Dichte ist die Masse pro Volumeneinheit. Das Ermitteln der Dichte eines Gases entspricht dem Ermitteln der Dichte eines Feststoffs oder einer Flüssigkeit. Sie müssen die Masse und das Volumen des Gases kennen. Der schwierige Teil bei Gasen ist, dass Sie häufig Druck und Temperatur erhalten, ohne das Volumen zu erwähnen. Sie müssen es aus den anderen Informationen herausfinden.

In diesem Beispiel wird gezeigt, wie die Dichte eines Gases berechnet wird, wenn der Gastyp, der Druck und die Temperatur angegeben werden.

Frage: Was ist die Dichte von Sauerstoffgas bei 5 atm und 27 ° C?

Schreiben wir zunächst auf, was wir wissen:

Gas ist Sauerstoffgas oder O.₂.
Der Druck beträgt 5 atm
Die Temperatur beträgt 27 ° C

Beginnen wir mit der Ideal Gas Law Formel.

PV = nRT

wo
P = Druck
V = Volumen
n = Anzahl der Mol Gas
R = Gaskonstante (0,0821 l · atm / mol · K)
T = absolute Temperatur

Wenn wir die Gleichung für das Volumen lösen, erhalten wir:

V = (nRT) / P

Wir wissen alles, was wir brauchen, um das Volumen jetzt zu finden, außer die Anzahl der Mol Gas. Erinnern Sie sich an die Beziehung zwischen Anzahl der Mole und Masse, um dies zu finden.

n = m / mm

wo
n = Anzahl der Mol Gas
m = Gasmasse
MM = Molekularmasse des Gases

Dies ist hilfreich, da wir die Masse ermitteln müssen und die Molekülmasse von Sauerstoffgas kennen. Wenn wir in der ersten Gleichung n ersetzen, erhalten wir:

V = (mRT) / (MMP)

Teilen Sie beide Seiten durch m:

V / m = (RT) / (MMP)

Aber die Dichte ist m / V, also drehen Sie die Gleichung um, um Folgendes zu erhalten:

m / V = ​​(MMP) / (RT) = Dichte des Gases.

Jetzt müssen wir die uns bekannten Werte einfügen.

MM Sauerstoffgas oder O₂ ist 16 + 16 = 32 Gramm / Mol
P = 5 atm
T = 27 ° C, aber wir brauchen absolute Temperatur.
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

Antworten: Die Dichte des Sauerstoffgases beträgt 6,5 g / l.