Als de moleculaire massa van een gas bekend is, kan de ideale gaswet worden gemanipuleerd om de dichtheid van het gas te bepalen. Het is gewoon een kwestie van de juiste variabelen inpluggen en een paar berekeningen uitvoeren.
Belangrijkste punten: hoe de gasdichtheid te berekenen
- Dichtheid wordt gedefinieerd als massa per volume-eenheid.
- Als je toevallig weet hoeveel gas je hebt en het volume, is de berekening eenvoudig. Meestal heb je alleen impliciete informatie en moet je de ideale gaswet gebruiken om de ontbrekende stukjes te vinden.
- De ideale gaswet is PV = nRT, dus als je genoeg waarden kent, kun je het volume (V) of het aantal mol (n) berekenen. Soms moet je dan het aantal mol omrekenen naar gram.
- De ideale gaswet kan worden gebruikt om het gedrag van echte gassen te benaderen, maar er is altijd een fout in het resultaat.
Hoe gasdichtheid te berekenen
Wat is de dichtheid van een gas molaire massa 100 g / mol bij 0,5 atm en 27 graden celsius?
Houd voordat u begint in gedachten wat u zoekt als antwoord in termen van eenheden.
Dichtheid wordt gedefinieerd als massa per volume-eenheid, die kan worden uitgedrukt in gram per liter of gram per milliliter. Mogelijk moet u eenheidsconversies uitvoeren. Blijf opletten voor niet-overeenkomende eenheden wanneer u waarden in vergelijkingen invoegt.Begin eerst met de ideale gaswet:
PV = nRT
waar P = druk, V = volume, n = aantal mol gas, R = gasconstante = 0,0821 L · atm / mol · K en T = absolute temperatuur (in Kelvin).
Bestudeer de eenheden van R zorgvuldig. Dit is waar veel mensen in de problemen komen. U krijgt een onjuist antwoord als u een temperatuur in Celsius of druk in Pascal, enz. Invoert. Gebruik altijd atmosfeer voor druk, liters voor volume en Kelvin voor temperatuur.
Om de dichtheid van het gas te vinden, moet je de massa van het gas en het volume kennen. Zoek eerst het volume. Hier is de ideale gaswetvergelijking herschikt om op te lossen voor V:
V = nRT / P
Nadat je het volume hebt gevonden, moet je de massa vinden. Het aantal moedervlekken is de plek om te beginnen. Het aantal moedervlekken is de massa (m) van het gas gedeeld door zijn moleculaire massa (MM):
n = m / MM
Vervang deze massawaarde door de volumevergelijking in plaats van n:
V = mRT / MM · P
Dichtheid (ρ) is massa per volume. Verdeel beide kanten door m:
V / m = RT / MM · P
Keer vervolgens de vergelijking om:
m / V = MM · P / RT
ρ = MM · P / RT
Nu heb je de ideale gaswet herschreven in een vorm die je kunt gebruiken met de informatie die je hebt gekregen. Om de dichtheid van het gas te vinden, vult u gewoon de waarden van de bekende variabelen in. Vergeet niet om de absolute temperatuur voor T te gebruiken:
27 graden Celsius + 273 = 300 Kelvin
ρ = (100 g / mol) (0,5 atm) / (0,0821 L · atm / mol · K) (300 K) ρ = 2,03 g / L
De dichtheid van het gas is 2,03 g / L bij 0,5 atm en 27 graden Celsius.
Hoe te beslissen of u een echt gas heeft
De ideale gaswet is geschreven voor ideale of perfecte gassen. U kunt waarden gebruiken voor echte gassen, zolang ze zich gedragen als ideale gassen. Om de formule voor een echt gas te gebruiken, moet deze bij lage druk en lage temperatuur zijn. Een toenemende druk of temperatuur verhoogt de kinetische energie van het gas en dwingt de moleculen tot interactie. Hoewel de ideale gaswet onder deze omstandigheden nog steeds een benadering kan bieden, wordt deze minder nauwkeurig wanneer moleculen dicht bij elkaar en opgewonden zijn.