Wie man die Dichte eines Gases berechnet

Wenn die Molekülmasse eines Gases bekannt ist, kann das ideale Gasgesetz manipuliert werden, um die Dichte des Gases zu bestimmen. Es ist nur eine Frage der Einfügung der richtigen Variablen und der Durchführung einiger Berechnungen.

Wichtige Hinweise: Berechnung der Gasdichte

• Die Dichte ist definiert als Masse pro Volumeneinheit.
• Wenn Sie zufällig wissen, wie viel Gas Sie haben und wie viel Volumen es hat, ist die Berechnung einfach. Normalerweise haben Sie nur implizite Informationen und müssen das ideale Gasgesetz anwenden, um die fehlenden Teile zu finden.
• Das ideale Gasgesetz ist PV = nRT. Wenn Sie also genügend Werte kennen, können Sie das Volumen (V) oder die Anzahl der Mol (n) berechnen. Manchmal muss man dann die Molzahl in Gramm umrechnen.
• Das ideale Gasgesetz kann verwendet werden, um das Verhalten realer Gase anzunähern, aber das Ergebnis enthält immer ein wenig Fehler.

Berechnung der Gasdichte

Wie hoch ist die Dichte eines Gases mit einer Molmasse von 100 g / mol bei 0,5 atm und 27 Grad Celsius??

Bevor Sie beginnen, denken Sie daran, wonach Sie als Antwort in Einheiten suchen. Die Dichte ist definiert als Masse pro Volumeneinheit, die in Gramm pro Liter oder Gramm pro Milliliter ausgedrückt werden kann. Möglicherweise müssen Sie Einheiten umrechnen. Achten Sie beim Einfügen von Werten in Gleichungen auf Einheitenkonflikte.

Beginnen Sie zunächst mit dem idealen Gasgesetz:

PV = nRT

wobei P = Druck, V = Volumen, n = Anzahl der Mol Gas, R = Gaskonstante = 0,0821 L · atm / mol · K und T = absolute Temperatur (in Kelvin).

Untersuche die Einheiten von R sorgfältig. Hier geraten viele Menschen in Schwierigkeiten. Sie erhalten eine falsche Antwort, wenn Sie eine Temperatur in Celsius oder einen Druck in Pascal usw. eingeben. Verwenden Sie als Druck immer Atmosphäre, als Volumen Liter und als Temperatur Kelvin.

Um die Dichte des Gases zu ermitteln, müssen Sie die Masse des Gases und das Volumen kennen. Ermitteln Sie zunächst die Lautstärke. Hier ist die ideale Gasgesetzgleichung, die neu angeordnet wurde, um nach V zu lösen:

V = nRT / P

Nachdem Sie das Volumen gefunden haben, müssen Sie die Masse finden. Die Anzahl der Mole ist der Ausgangspunkt. Die Anzahl der Mol ist die Masse (m) des Gases geteilt durch seine Molekularmasse (MM):

n = m / mm

Ersetzen Sie diesen Massenwert in die Volumengleichung anstelle von n:

V = mRT / MM · P

Dichte (ρ) ist Masse pro Volumen. Teilen Sie beide Seiten durch m:

V / m = RT / MM · P

Dann kehren Sie die Gleichung um:

m / V = ​​MM · P / RT
= MM · P / RT

Jetzt haben Sie das ideale Gasgesetz in einer Form umgeschrieben, die Sie mit den Informationen verwenden können, die Sie erhalten haben. Um die Dichte des Gases zu ermitteln, geben Sie einfach die Werte der bekannten Variablen ein. Denken Sie daran, die absolute Temperatur für T zu verwenden:

27 Grad Celsius + 273 = 300 Kelvin
= (100 g / mol) (0,5 atm) / (0,0821 l atm / mol K) (300 K) = 2,03 g / l

Die Dichte des Gases beträgt 2,03 g / l bei 0,5 atm und 27 Grad Celsius.

So entscheiden Sie, ob Sie ein echtes Benzin haben

Das ideale Gasgesetz ist für ideale oder perfekte Gase geschrieben. Sie können Werte für echte Gase verwenden, sofern diese wie ideale Gase wirken. Um die Formel für ein echtes Gas zu verwenden, muss es bei niedrigem Druck und niedriger Temperatur sein. Steigender Druck oder Temperatur erhöhen die kinetische Energie des Gases und zwingen die Moleküle zur Wechselwirkung. Während das ideale Gasgesetz unter diesen Bedingungen noch eine Annäherung bieten kann, wird es ungenauer, wenn Moleküle nahe beieinander liegen und angeregt werden.