Відносна густина газу

Матеріал параграфа допоможе вам:

• з'ясувати суть відносної густини газу;

• зрозуміти, як обчислити відносну густину одного газу за іншим газом;

• розв'язувати задачі з використанням відносної густини газів.

Відносна густина газу. В однакових об’ємах різних газів міститься одна й та сама кількість молекул¹. Однак маси однакових об’ємів газів, як правило, різні, бо молекули різних речовин здебільшого мають різну масу. Маса 1 см³ кисню, взятого за нормальних умов, становить 0,00143 г, а маса такого самого об’єму водню — 0,0000893 г. Отже, кисень важчий за водень (мал. 41). А у скільки разів? Поділимо масу 1 см¹¹ кисню на масу 1 см³ водню:

Число 16 називають відносною густиною кисню за воднем. Цю фізичну величину позначають літерою Dі записують так:

¹ За одних і тих самих умов.

Відносна густина газу за іншим газом — це відношення маси певного об’єму газу до маси такого самого об’єму іншого газу (за однакових температури і тиску).

Маса I см¹* речовини чисельно дорівнює її густині. Густини кисню і водню (за нормальних умов) такі:

Дізнатися, у скільки разів кисень важчий за водень, можна, поділивши густину кисню на густину водню:

Із цієї формули зрозуміло, чому фізичну величину, про яку йдеться в параграфі, названо відносною густиною.

Відносна густина, як і відносна атомна (молекулярна, формульна) маса, не має розмірності.

Якщо взяти по 22,4 л кисню і водню за нормальних умов, то маси газів (у грамах) чисельно дорівнюватимуть їхнім молярним масам або відносним молекулярним масам. Звідси — такі варіанти обчислення відносної густини кисню за воднем:

Перетворимо всі наведені вище формули на загальні. Важчий газ позначимо літерою В, легший — літерою А, а відносну густину першого газу за другим — D_a(B):

Запам’ятайте: маси газів можна використати для розрахунку відносної густини лише за умови, що V(B) = V(A).

► Обчисліть відносну густину вуглекислого газу за гелієм.

Гази часто порівнюють із повітрям. Хоча повітря — суміш газів, проте його можна умовно

вважати газом із відносною молекулярною масою 29. Це число називають середньою відносною молекулярною масою повітря. Воно перебуває у проміжку між числами 32 та 28 — відносними молекулярними масами кисню O₂ та азоту N₂, головних компонентів повітря.

► Доведіть, що гази водень, гелій і метан легші

за повітря.

Встановити, легший чи важчий певний газ за повітря, дуже просто. Достатньо заповнити ним гумову кульку і відпустити її (мал. 42).

Формули для розрахунку відносної густини газу В за повітрям мають такий вигляд:

Розв'язування задач. Покажемо, як розв’язують задачі з використанням викладеного в параграфі матеріалу.

ЗАДАЧА 1. Розрахувати відносну густину вуглекислого газу за воднем і за повітрям.

Згідно з отриманим результатом вуглекислий газ у 1,52 раза важчий за повітря. Очевидно, що повітря у стільки ж разів легше за вуглекислий газ.

Знаючи відносну густину невідомого газу В за відомим газом А, можна обчислити молярну масу газу В за формулою

ЗАДАЧА 2. Відносна густина газу X (сполука Сульфуру) за воднем становить 17. Обчислити молярну масу газу X і знайти його формулу.

Відносна густина газу за іншим газом — це відношення маси певного об’єму газу до маси такого самого об'єму іншого газу (за однакових температури і тиску). Значення відносної густини газу показує, у скільки разів він важчий за інший газ.

Газом порівняння часто слугує повітря, яке поводиться як газ із відносною молекулярною масою 29.

За відносною густиною газу можна обчислити молярну масу газу, а також знайти його формулу.

160. Зіставте фізичні величини «відносна густина- і «густина··.

161. Чому для відносної густини газу не вказують умови — тиск і температуру?

162. Визначте густину повітря за нормальних умов.

163. Обчисліть відносну густину за воднем газів із такими формулами: He, Ne, CH₄, NH₃, N₂, CO, SiH₄, SO₂. (Усно.)

164. Назвіть два-три гази, які важчі за повітря, і доведіть це.

165. Газоподібна проста речовина має відносну густину за воднем 24. Знайдіть формулу речовини. (Усно.)

166. Відносна густина газу А за повітрям становить 1,59. Визначте відносну молекулярну масу цього газу.

167. Деякий газ легший за повітря в 1,7 раза. Важчий чи легший він за метан CH₄ й у скільки разів?

168. Маса 2 л газу X становить 3,75 г, а маса такого самого об'єму газу Y — 2,32 г. Визначте густину газу X, а також його відносну густину за газом У.

169. Один літр деякого газу за нормальних умов має масу 1,96 г. Яка відносна густина цього газу за азотом?

7

для допитливих

Про середню молярну масу повітря

Чому середня відносна молекулярна маса повітря дорівнює 29, а не ЗО — середньому арифметичному відносних молекулярних мас кисню (32) й азоту (28)? Тому що в повітрі міститься неоднакова кількість цих газів: кисню — 21 % за об’ємом, азоту — 78 %.

Обчислимо середню молярну масу повітря (вона кількісно дорівнює середній відносній молекулярній масі).

Припустимо, що повітря складається лише з кисню й азоту. Візьмемо наближені значення об’ємних часток¹ цих газів у повітрі:

’Об’ємну частку позначають грецькою літерою φ («фі»).

Кількості речовини газів пропорційні їхнім об’ємам або об’ємним часткам:

Знайдемо масу порції повітря, у якій сума кількостей речовини газів становить 1 моль:

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Попель