Hvis molekylmasse af en gas er kendt, kan den ideelle gaslov manipuleres for at finde dens densitet. Det er bare et spørgsmål om at tilslutte de rigtige variabler og udføre et par beregninger.
Key takeaways: Sådan beregnes gastæthed
- Densitet defineres som masse pr. Enhedsvolumen.
- Hvis du ved, hvor meget gas du har og dens volumen, er beregningen let. Normalt har du kun underforståede oplysninger og har brug for at bruge den ideelle gaslov til at finde de manglende bits.
- Den ideelle gaslov er PV = nRT, så hvis du kender nok værdier, kan du beregne volumen (V) eller antallet af mol (n). Nogle gange skal du derefter konvertere antal mol til gram.
- Den ideelle gaslov kan bruges til at tilnærme opførsel af reelle gasser, men der er altid en smule fejl i resultatet.
Sådan beregnes gastæthed
Hvad er densiteten for en gas med Molar masse 100 g / mol ved 0,5 atm og 27 grader Celsius?
Før du begynder, skal du huske, hvad du leder efter som et svar med hensyn til enheder. Massefylde er defineret som masse pr. enhedsvolumen, der kan udtrykkes som gram pr. liter eller gram pr. ml. Du skal muligvis
foretage enhedskonvertering. Hold øje med enhedens uoverensstemmelser, når du tilslutter værdier til ligninger.Start først med den ideelle gaslov:
PV = nRT
hvor P = tryk, V = volumen, n = antal mol gas, R = gas konstant = 0,0821 L · atm / mol · K, og T = absolut temperatur (i Kelvin).
Undersøg enhederne til R nøje. Det er her mange mennesker får problemer. Du får et forkert svar, hvis du indtaster en temperatur i Celsius eller tryk i Pascals osv. Brug altid atmosfære til tryk, liter for volumen og Kelvin til temperatur.
For at finde dens densitet skal du kende gasens masse og volumen. Find først lydstyrken. Her er den ideelle gaslovsligning omarrangeret til at løse for V:
V = nRT / P
Når du har fundet lydstyrken, skal du finde massen. Antallet af mol er stedet at starte. Antallet af mol er massen (m) af gassen divideret med dens molekylmasse (MM):
n = m / MM
Indsæt denne masseværdi i volumenligningen i stedet for n:
V = mRT / MM · P
Densitet (ρ) er masse pr. Volumen. Del begge sider med m:
V / m = RT / MM · P
Inverter derefter ligningen:
m / V = MM · P / RT
ρ = MM · P / RT
Nu har du den ideelle gaslov omskrevet i en form, du kan bruge med de oplysninger, du fik. For at finde dens densitet skal du bare tilslutte værdierne for de kendte variabler. Husk at bruge absolut temperatur til T:
27 grader Celsius + 273 = 300 Kelvin
p = (100 g / mol) (0,5 atm) / (0,0821 L · atm / mol · K) (300 K) ρ = 2,03 g / L
Gasens densitet er 2,03 g / l ved 0,5 atm og 27 grader celsius.
Sådan beslutter du, om du har en reel gas
Den ideelle gaslov er skrevet til ideelle eller perfekte gasser. Du kan bruge værdier til reelle gasser, så længe de fungerer som ideelle gasser. For at bruge formlen til en reel gas skal den være ved lavt tryk og lav temperatur. Stigende tryk eller temperatur hæver gasens kinetiske energi og tvinger molekylerne til at interagere. Mens den ideelle gaslov stadig kan tilbyde en tilnærmelse under disse forhold, bliver den mindre nøjagtig, når molekyler er tæt sammen og ophidsede.