Како претворити молекуларну тежину у густину

Вероватно сте рано научили на часовима природних наука да се густина дели са запремином или „количином“ супстанце у одређеном простору. За чврсте материје ово је прилично једноставна мера. Ако напуните теглу пуну гроша, имало би много више „оомфе“ него кад бисте је напунили белим слезом. Пуно више супстанце се спакује у теглу када је напуните новчићима, док су бели слезови врло надути и лагани.

А молекулска тежина? Молекулска тежина и густиначини сеизузетно сличан, али постоји важна разлика. Молекуларна тежина је маса супстанце по молу. Не ради се о томе колико простора супстанца заузима, већ о „количини“, „оомфи“ или „тежини“ одређене количине супстанце.

Дакле, да резимирамо:Густинаје маса подељена запремином. Математичка формула изгледа овако:

СИ јединица за масу је килограм (мада је повремено можете видети изражену у грамима), а за запремину је обично м³. Дакле, густина у СИ јединицама мери се у кг / м³.

Молекулска тежина је маса по молу, која је написана:

Опет, јединице су битне: маса, м, вероватно ће бити у килограмима, а н је мерење броја молова. Дакле, јединице за молекулску тежину биће килограми / мол.

Па, како вршити конверзију између ових мера? Да бисте претворили молекулску тежину гаса у густину (или обрнуто), користитеЗакон о идеалном гасу. Закон о идеалном гасу дефинише однос између притиска, запремине, температуре и молова гаса. Написано је:

где П означава притисак, В означава запремину, н је број молова, Р је константа која зависи од гаса (и обично вам се даје), а Т је температура.

Али Закон о идеалном гасу не помиње молекуларну тежину! Међутим, ако препишете н, број мадежа, на мало другачији начин, можете се подесити за успех.

​Кртицеје исто што и маса подељена са молекулском тежином.

Са тим знањем, Закон о идеалном гасу можете преписати овако:

где М означава молекулску тежину.

Једном када то имате, решавање густине постаје једноставно. Густина је једнака маси над запремином, тако да желите да добијете масу преко запремине на једној страни знака једнакости, а све остало на другој страни.

Дакле, претходна једначина постаје:

када поделите обе стране са РТ.

Тада множење обе стране са М и подела запремине даје:

м ÷ В је једнако густини, дакле

Пронађите густину гаса угљен-диоксида (ЦО2) када је гас на 300 Келвина и 200.000 паскала под притиском. Молекулска маса гаса ЦО2 је 0,044 кг / мол, а његова гасна константа 8,3145 Ј / мол Келвина.

Можете почети са Законом о идеалном гасу, ПВ = нРТ, и одатле извући густину као што сте видели горе (предност тога је што морате да запамтите само једну једначину). Или можете започети са изведеном једначином и написати:

Фуј! Добро урађено.