Hvis molekylmasse av en gass er kjent, kan den ideelle gassloven manipuleres for å finne tettheten til gassen. Det gjelder bare å koble til de riktige variablene og utføre noen få beregninger.
Viktige takeaways: Hvordan beregne gasstetthet
- Tetthet er definert som masse per volum.
- Hvis du tilfeldigvis vet hvor mye gass du har og volumet, er beregningen enkel. Vanligvis har du bare underforstått informasjon og trenger å bruke den ideelle gassloven for å finne de manglende bitene.
- Den ideelle gassloven er PV = nRT, så hvis du vet nok verdier, kan du beregne volum (V) eller antall mol (n). Noen ganger må du da konvertere antall føflekker til gram.
- Den ideelle gassloven kan brukes til å tilnærme virkningen av reelle gasser, men det er alltid litt feil i resultatet.
Hvordan beregne gasstetthet
Hva er tettheten til en gass med molmasse 100 g / mol ved 0,5 atm og 27 grader Celsius?
Før du begynner, husk hva du leter etter som et svar når det gjelder enheter. tetthet er definert som masse per volumenhet, som kan uttrykkes som gram per liter eller gram per milliliter. Du må kanskje
gjøre enhetskonverteringer. Hold øye med enhetens misforhold når du kobler verdier til ligninger.Først, start med den ideelle gassloven:
PV = nRT
hvor P = trykk, V = volum, n = antall mol gass, R = gasskonstant = 0,0821 L · atm / mol · K, og T = absolutt temperatur (i Kelvin).
Undersøk enhetene til R nøye. Det er her mange får problemer. Du vil få et feil svar hvis du oppgir en temperatur i Celsius eller trykk i Pascals, etc. Bruk alltid atmosfære for trykk, liter for volum og Kelvin for temperatur.
For å finne tettheten til gassen, må du vite massen til gassen og volumet. Finn først volumet. Her er den ideelle gasslovsligningen omorganisert for å løse for V:
V = nRT / P
Etter at du har funnet volumet, må du finne massen. Antall føflekker er stedet å starte. Antall mol er massen (m) av gassen delt på dens molekylmasse (MM):
n = m / MM
Sett inn denne masseverdien i volumligningen i stedet for n:
V = mRT / MM · P
Tetthet (ρ) er masse per volum. Del begge sider med m:
V / m = RT / MM · P
Vend deretter likningen:
m / V = MM · P / RT
ρ = MM · P / RT
Nå har du den ideelle gassloven omskrevet i et skjema du kan bruke med informasjonen du fikk. For å finne tettheten til gassen, bare koble til verdiene til de kjente variablene. Husk å bruke absolutt temperatur for T:
27 grader Celsius + 273 = 300 Kelvin
ρ = (100 g / mol) (0,5 atm) / (0,0821 L · atm / mol · K) (300 K) ρ = 2,03 g / L
Gassens tetthet er 2,03 g / L ved 0,5 atm og 27 grader Celsius.
Hvordan bestemme om du har en virkelig gass
Den ideelle gassloven er skrevet for ideelle eller perfekte gasser. Du kan bruke verdier for virkelige gasser så lenge de fungerer som ideelle gasser. For å bruke formelen for en ekte gass, må den være ved lavt trykk og lav temperatur. Økende trykk eller temperatur øker gassens kinetiske energi og tvinger molekylene til å samvirke. Selv om den ideelle gassloven fortsatt kan tilby en tilnærming under disse forholdene, blir den mindre nøyaktig når molekyler er nær hverandre og opphisset.