Pokud molekulová hmotnost U plynu je známo, že ideální zákon o plynu lze manipulovat, aby se zjistila hustota plynu. Je to jen otázka zapojení správných proměnných a provedení několika výpočtů.
Klíčové cesty: Jak vypočítat hustotu plynu
- Hustota je definována jako hmotnost na jednotku objemu.
- Pokud náhodou víte, kolik máte plynu a jeho objem, výpočet je snadný. Obvykle máte pouze implicitní informace a k nalezení chybějících bitů musíte použít zákon o ideálním plynu.
- Ideální zákon o plynu je PV = nRT, takže pokud znáte dostatek hodnot, můžete vypočítat objem (V) nebo počet molů (n). Někdy pak musíte převést počet molů na gramy.
- Zákon o ideálním plynu lze použít k přiblížení chování skutečných plynů, ale ve výsledku je vždy trochu chyby.
Jak vypočítat hustotu plynu
Jaká je hustota plynu molární hmotnost 100 g / mol při 0,5 atm a 27 stupních Celsia?
Než začnete, mějte na paměti, co hledáte jako odpověď, pokud jde o jednotky. Hustota je definována jako hmotnost na jednotku objemu, která může být vyjádřena v gramech na litr nebo gramech na mililitr. Možná budete muset
provádět převody jednotek. Při připojování hodnot do rovnic dávejte pozor na nesoulad jednotek.Nejprve začněte s právem na ideální plyn:
PV = nRT
kde P = tlak, V = objem, n = počet molů plynu, R = plynová konstanta = 0,0821 L · atm / mol · K a T = absolutní teplota (v Kelvinu).
Pečlivě zkontrolujte jednotky R. To je místo, kde se mnoho lidí dostane do potíží. Pokud zadáte teplotu ve stupních Celsia nebo tlak v Pascalech atd., Dostanete nesprávnou odpověď. Vždy používejte atmosféru pro tlak, litry pro objem a Kelvin pro teplotu.
Chcete-li zjistit hustotu plynu, musíte znát hmotnost plynu a objem. Nejprve vyhledejte svazek. Zde je ideální plynová rovnice upravena tak, aby byla vyřešena pro V:
V = nRT / P
Poté, co najdete svazek, musíte najít hmotnost. Počet krtků je místo, kde začít. Počet molů je hmotnost (m) plynu dělená jeho molekulovou hmotností (MM):
n = m / MM
Nahraďte tuto hodnotu hmotnosti do objemové rovnice místo n:
V = mRT / MM · P
Hustota (ρ) je hmotnost na objem. Vydělte obě strany m:
V / m = RT / MM · P
Potom obrácenou rovnici:
m / V = MM · P / RT
p = MM · P / RT
Nyní máte ideální zákon o plynu přepsán ve formě, kterou můžete použít s informacemi, které jste dostali. Chcete-li zjistit hustotu plynu, stačí připojit hodnoty známých proměnných. Nezapomeňte použít absolutní teplotu pro T:
27 stupňů Celsia + 273 = 300 Kelvinů
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 při 0,5 atm a 27 stupních Celsia.
Jak se rozhodnout, zda máte skutečný plyn
Zákon o ideálním plynu je psán pro ideální nebo dokonalé plyny. Hodnoty můžete použít pro skutečné plyny, pokud fungují jako ideální plyny. Pro použití vzorce pro skutečný plyn musí být nízký tlak a nízká teplota. Zvyšující se tlak nebo teplota zvyšuje kinetickou energii plynu a nutí molekuly k interakci. I když zákon o ideálním plynu může za těchto podmínek stále nabízet přibližné hodnoty, stává se méně přesným, když jsou molekuly blízko sebe a vzrušené.