Se o massa molecular Se um gás é conhecido, a lei ideal do gás pode ser manipulada para encontrar a densidade do gás. É apenas uma questão de conectar as variáveis corretas e realizar alguns cálculos.
Principais tópicos: Como calcular a densidade do gás
- Densidade é definida como massa por unidade de volume.
- Se você sabe quanto gás possui e seu volume, o cálculo é fácil. Normalmente, você só tem informações implícitas e precisa usar a lei ideal dos gases para encontrar os bits ausentes.
- A lei ideal dos gases é PV = nRT, portanto, se você souber valores suficientes, poderá calcular o volume (V) ou o número de moles (n). Às vezes, você precisa converter o número de moles em gramas.
- A lei ideal dos gases pode ser usada para aproximar o comportamento dos gases reais, mas sempre há um pequeno erro no resultado.
Como calcular a densidade do gás
Qual é a densidade de um gás com massa molar 100 g / mol a 0,5 atm e 27 graus Celsius?
Antes de começar, lembre-se do que procura como resposta em termos de unidades.
Densidade é definido como massa por unidade de volume, que pode ser expressa em termos de gramas por litro ou gramas por mililitro. Você pode precisar faça conversões de unidade. Mantenha-se atento às incompatibilidades da unidade ao conectar valores às equações.Primeiro, comece com a lei do gás ideal:
PV = nRT
onde P = pressão, V = volume, n = número de mols de gás, R = constante de gás = 0,0821 L · atm / mol · K e T = temperatura absoluta (em Kelvin).
Examine as unidades de R com cuidado. É aqui que muitas pessoas enfrentam problemas. Você receberá uma resposta incorreta se digitar uma temperatura em graus Celsius ou pressão em Pascal, etc. Sempre use atmosfera para pressão, litros para volume e Kelvin para temperatura.
Para encontrar a densidade do gás, você precisa conhecer a massa do gás e o volume. Primeiro, encontre o volume. Aqui está a equação da lei dos gases ideal reorganizada para resolver para V:
V = nRT / P
Depois de encontrar o volume, você deve encontrar a massa. O número de toupeiras é o lugar para começar. O número de toupeiras é a massa (m) do gás dividida por sua massa molecular (MM):
n = m / MM
Substitua esse valor de massa na equação do volume no lugar de n:
V = mRT / MM · P
A densidade (ρ) é a massa por volume. Divida os dois lados por m:
V / m = RT / MM · P
Inverta então a equação:
m / V = MM · P / RT
ρ = MM · P / RT
Agora você tem a lei do gás ideal reescrita em um formulário que pode ser usado com as informações que foram fornecidas. Para encontrar a densidade do gás, basta conectar os valores das variáveis conhecidas. Lembre-se de usar a temperatura absoluta para T:
27 graus Celsius + 273 = 300 Kelvin
ρ = (100 g / mol) (0,5 atm) / (0,0821 L · atm / mol · K) (300 K) ρ = 2,03 g / L
A densidade do gás é de 2,03 g / L a 0,5 atm e 27 graus Celsius.
Como decidir se você tem um gás real
A lei do gás ideal é escrita para gases ideais ou perfeitos. Você pode usar valores para gases reais, desde que eles funcionem como gases ideais. Para usar a fórmula para um gás real, ele deve estar em baixa pressão e baixa temperatura. O aumento da pressão ou da temperatura aumenta a energia cinética do gás e força as moléculas a interagir. Embora a lei do gás ideal ainda possa oferecer uma aproximação nessas condições, ela se torna menos precisa quando as moléculas estão próximas e excitadas.