Encontrar la densidad de un gas es lo mismo que encontrar la densidad de un sólido o líquido. Tienes que saber la masa y el volumen del gas. La parte difícil con los gases es que a menudo se te dan presiones y temperaturas sin mencionar el volumen.
Este problema de ejemplo mostrará cómo calcular la densidad de un gas cuando se le da el tipo de gas, la presión y la temperatura.
Pregunta: ¿Cuál es la densidad del gas oxígeno a 5 atm y 27 ° C?
- ¿Qué se entiende por sólido?
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Primero, escriba lo que sabemos:
- El gas es oxígeno gaseoso u O2.
- La presión es de 5 atm
- La temperatura es de 27 ° C
Comencemos con la fórmula de la Ley del Gas Ideal.
PV = nRT
dónde
- P = presión
- V = volumen
- n = número de moles de gas
- R = constante de gas (0.0821 L · atm / mol · K)
- T = temperatura absoluta
Si resolvemos la ecuación para el volumen, obtenemos:
V = (nRT) / P
Sabemos todo lo que necesitamos para encontrar el volumen ahora, excepto la cantidad de moles de gas. Para encontrar esto, recuerde la relación entre el número de moles y la masa.
n = m / MM
dónde
- n = número de moles de gas
- m = masa de gas
- MM = masa molecular del gas
Esto es útil ya que necesitábamos encontrar la masa y conocemos la masa molecular del gas oxígeno. Si sustituimos n en la primera ecuación, obtenemos:
V = (mRT) / (MMP)
Divide ambos lados entre m:
V / m = (RT) / (MMP)
Pero la densidad es m / V, así que voltea la ecuación para obtener:
m / V = (MMP) / (RT) = densidad del gas.
Ahora necesitamos insertar los valores que conocemos.
MM de oxígeno gaseoso u O2 es 16 + 16 = 32 gramos / mol (ver: Tabla Periódica)
- P = 5 atm
- T = 27 ° C, pero necesitamos temperatura absoluta (Kelvin)
- TK = TC + 273
- T = 27 + 273 = 300 K
m / V = (32 g / mol · 5 atm) / (0.0821 L · atm / mol · K · 300 K)
m / V = 160 / 24,63 g / L
m / V = 6.5 g / L
Respuesta: La densidad del gas oxígeno es 6.5 g / L.
(espero que esto no sea demasiado complicado)
