Ak je molekulová hmotnosť Ak je známy plyn, je možné pomocou zákona o ideálnom plyne manipulovať, aby sa zistila hustota plynu. Je to len otázka zapojenia správnych premenných a vykonanie niekoľkých výpočtov.
Kľúčové cesty: Ako vypočítať hustotu plynu
- Hustota je definovaná ako hmotnosť na jednotku objemu.
- Ak náhodou viete, koľko plynu máte a jeho objem, výpočet je jednoduchý. Spravidla ste uviedli iba informácie a na nájdenie chýbajúcich bitov musíte použiť zákon o ideálnom plyne.
- Ideálny zákon o plyne je PV = nRT, takže ak viete dosť hodnôt, môžete vypočítať objem (V) alebo počet mólov (n). Niekedy musíte potom previesť počet mólov na gramy.
- Zákon o ideálnom plyne sa môže použiť na priblíženie správania skutočných plynov, ale vo výsledku je vždy trochu chyby.
Ako vypočítať hustotu plynu
Aká je hustota plynu molárna hmota 100 g / mol pri 0,5 atm a 27 stupňov Celzia?
Skôr ako začnete, nezabudnite, čo hľadáte ako odpoveď, pokiaľ ide o jednotky. Hustota je definovaná ako hmotnosť na jednotku objemu, ktorá môže byť vyjadrená v gramoch na liter alebo gramoch na mililiter. Možno budete musieť
uskutočňovať prevody jednotiek. Keď pripájate hodnoty do rovníc, dávajte pozor na nesúlad jednotiek.Najprv začnite so zákonom o ideálnom plyne:
PV = nRT
kde P = tlak, V = objem, n = počet mólov plynu, R = plynová konštanta = 0,0821 L · atm / mol · K a T = absolútna teplota (v Kelvine).
Jednotky R starostlivo preskúmajte. To je miesto, kde sa veľa ľudí dostane do problémov. Ak zadáte teplotu v stupňoch Celzia alebo tlak v Pascaloch atď., Dostanete nesprávnu odpoveď. Vždy používajte atmosféru na tlak, litre na objem a Kelvin na teplotu.
Ak chcete zistiť hustotu plynu, musíte poznať hmotnosť plynu a objem. Najprv vyhľadajte hlasitosť. Tu je ideálna rovnica zákona o plyne upravená tak, aby bola vyriešená pre V:
V = nRT / P
Keď nájdete zväzok, musíte nájsť hmotnosť. Miesto, kde začať, je počet krtkov. Počet molí je hmotnosť (m) plynu vydelená jeho molekulovou hmotnosťou (MM):
n = m / MM
Nahraďte túto hodnotu hmotnosti do objemovej rovnice namiesto n:
V = mRT / MM · P
Hustota (ρ) je hmotnosť na objem. Vydeľte obe strany m:
V / m = RT / MM · P
Potom obráťte rovnicu:
m / V = MM · P / RT
p = MM · P / RT
Teraz máte ideálny zákon o plyne prepísaný vo forme, ktorú môžete použiť s informáciami, ktoré ste dostali. Ak chcete zistiť hustotu plynu, stačí pripojiť hodnoty známych premenných. Nezabudnite použiť absolútnu teplotu pre T:
27 stupňov Celzia + 273 = 300 Kelvinov
ρ = (100 g / mol) (0,5 atm) / (0,0821 l · atm / mol · K) (300 K) ρ = 2,03 g / l
Hustota plynu je 2,03 g / l pri 0,5 atm a 27 stupňov Celzia.
Ako sa rozhodnúť, či máte skutočný plyn
Zákon o ideálnom plyne je písaný pre ideálne alebo dokonalé plyny. Hodnoty môžete použiť pre skutočné plyny, pokiaľ fungujú ako ideálne plyny. Ak chcete použiť receptúru pre skutočný plyn, musí byť pri nízkom tlaku a nízkej teplote. Zvyšujúci sa tlak alebo teplota zvyšuje kinetickú energiu plynu a núti molekuly interagovať. Aj keď zákon o ideálnom plyne môže za týchto podmienok stále ponúkať aproximáciu, stáva sa menej presnou, keď sú molekuly blízko seba a vzrušené.