Če je molekulska masa plina je znano, da je mogoče najti zakon o idealnem plinu, da bi našli gostoto plina. Gre le za priklop pravih spremenljivk in izvedbo nekaj izračunov.
Ključni ukrepi: Kako izračunati gostoto plina
- Gostota je določena kot masa na enoto prostornine.
- Če slučajno veste, koliko imate plina in njegovo količino, je izračun enostaven. Običajno imate samo implicitne informacije in za iskanje manjkajočih bitov morate uporabiti zakon o idealnem plinu.
- Zakon o idealnem plinu je PV = nRT, zato če poznate dovolj vrednosti, lahko izračunate prostornino (V) ali število molov (n). Včasih morate število molov pretvoriti v grame.
- Zakon o idealnem plinu se lahko uporabi za približevanje obnašanja pravih plinov, vendar je v rezultatu vedno nekaj napak.
Kako izračunati gostoto plina
Kakšna je gostota plina molarna masa 100 g / mol pri 0,5 atm in 27 stopinj Celzija?
Preden začnete, upoštevajte, kaj iščete kot odgovor v smislu enot. Gostota je definirana kot masa na enoto prostornine, ki jo lahko izrazimo v gramih na liter ali v gramih na mililiter. Morda boste morali
izvedite pretvorbe enot. Ko vklopite vrednosti v enačbe, bodite pozorni na neusklajenost enot.Najprej začnite z zakonom o idealnem plinu:
PV = nRT
kjer je P = tlak, V = prostornina, n = število molov plina, R = plinska konstanta = 0,0821 L · atm / mol · K in T = absolutna temperatura (v Kelvinu).
Natančno preglejte enote R. Tu se mnogi znajdejo v težavah. Če vnesete temperaturo v Celziju ali pritisk v Pascalih itd., Boste dobili napačen odgovor. Vedno uporabite ozračje za tlak, litre za prostornino in Kelvin za temperaturo.
Če želite najti gostoto plina, morate poznati maso plina in prostornino. Najprej poiščite glasnost. Tu je enačba zakona o idealnem plinu, preurejena za reševanje za V:
V = nRT / P
Ko najdete prostornino, morate najti maso. Število molov je začetek. Število moli je masa (m) plina, deljena z njegovo molekulsko maso (MM):
n = m / MM
Zamenjajte to masno vrednost v enačbi prostornine namesto n:
V = mRT / MM · P
Gostota (ρ) je masa na prostornino. Obe strani razdelite z m:
V / m = RT / MM · P
Nato obrnite enačbo:
m / V = MM · P / RT
ρ = MM · P / RT
Zdaj imate zakon o idealnem plinu prepisan v obrazec, ki ga lahko uporabite z informacijami, ki ste jih dobili. Če želite najti gostoto plina, samo vstavite vrednosti znanih spremenljivk. Ne pozabite uporabiti absolutne temperature za T:
27 stopinj Celzija + 273 = 300 Kelvinov
ρ = (100 g / mol) (0,5 atm) / (0,0821 L · atm / mol · K) (300 K) ρ = 2,03 g / L
Gostota plina je 2,03 g / L pri 0,5 atm in 27 stopinj Celzija.
Kako se odločiti, če imate pravi plin
Zakon o idealnem plinu je napisan za idealne ali popolne pline. Vrednosti lahko uporabite za prave pline, če delujejo kot idealni plini. Če želite formulo uporabiti za pravi plin, mora biti pri nizkem tlaku in nizki temperaturi. Povečanje tlaka ali temperature dvigne kinetično energijo plina in prisili molekule k medsebojnemu vplivanju. Medtem ko zakon o idealnem plinu v teh pogojih še vedno ponuja približek, postane manj natančen, ko so molekule blizu in vzbudijo.