Πώς προσδιορίζει την πυκνότητα του αερίου στο hedrogen;

Φαίνεται ότι ρωτάτε πώς να καθορίσετε την πυκνότητα ενός αερίου δεδομένης της περιεκτικότητας σε υδρογόνο. Ακολουθεί μια ανάλυση για το πώς να προσεγγίσετε αυτό, μαζί με βασικά λόγια:

Κατανόηση της πυκνότητας

* Πυκνότητα είναι ένα μέτρο του πόσο μάζα συσκευάζεται σε ένα δεδομένο τόμο. Για τα αέρια, εκφράζεται συνήθως σε γραμμάρια ανά λίτρο (G/L).

Υπολογισμός πυκνότητας αερίου

1. Ιδανικός νόμος αερίου: Ο πιο συνηθισμένος τρόπος για τον υπολογισμό της πυκνότητας του αερίου είναι μέσω του ιδανικού νόμου περί αερίου:

* pv =nrt

* P =πίεση (σε ατμόσφαιρες ή pascals)

* V =όγκος (σε λίτρα)

* n =αριθμός γραμμομορίων αερίου

* R =Ιδανική σταθερά αερίου (0.0821 L · atm/mol · k ή 8.314 j/mol · k)

* T =θερμοκρασία (στο Kelvin)

2. Πυκνότητα από τον ιδανικό νόμο για το αέριο:

* Αναδιατάξτε τον ιδανικό νόμο για το αέριο για την επίλυση της πυκνότητας (ρ):

* ρ =(n * m) / v

* Μ =μοριακή μάζα του αερίου (G/mol)

* Αναπληρωτής n από τον ιδανικό νόμο περί αερίου:

* ρ =(p * m) / (r * t)

3. Περιεχόμενο υδρογόνου:

* Η μοριακή μάζα του αερίου (m) είναι κρίσιμη:

* Εάν γνωρίζετε την ακριβή χημική σύνθεση του αερίου (π.χ. μεθάνιο, CH4), μπορείτε να υπολογίσετε άμεσα τη μοριακή του μάζα.

* Εάν γνωρίζετε μόνο το ποσοστό περιεχομένου υδρογόνου, χρειάζεστε περισσότερες πληροφορίες:

* Θα χρειαστεί να γνωρίζετε τα Άλλα στοιχεία του μείγματος αερίου και τα αντίστοιχα ποσοστά τους.

* Μόλις γνωρίζετε τη σύνθεση, μπορείτε να υπολογίσετε τη μέση μοριακή μάζα του μείγματος.

Παράδειγμα:

Ας υποθέσουμε ότι έχετε ένα μείγμα αερίου που είναι 20% υδρογόνο (Η2) και 80% μεθάνιο (CH4) κατ 'όγκο σε πίεση 1 atm και θερμοκρασία 25 ° C (298 K).

1. Υπολογίστε τη μοριακή μάζα κάθε συστατικού:

* Μοριακή μάζα H2 =2 g/mol

* Μοριακή μάζα CH4 =16 g/mol

2. Υπολογίστε τη μέση μοριακή μάζα του μείγματος:

* Μέσος όρος M =(0,20 * 2 g/mol) + (0,80 * 16 g/mol) =13,2 g/mol

3. Υπολογίστε την πυκνότητα χρησιμοποιώντας τον ιδανικό νόμο περί αερίου:

* ρ =(p * m) / (r * t)

* ρ =(1 atm * 13,2 g/mol)/(0,0821 L · atm/mol · K * 298 K)

* ρ ≈ 0,54 g/l

Βασικά σημεία

* Η σύνθεση του αερίου είναι κρίσιμη. Πρέπει να γνωρίζετε τους χημικούς τύπους ή τα ποσοστά όλων των συστατικών στο μείγμα αερίου.

* Μονάδες Matter. Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε συνεπείς μονάδες για πίεση, όγκο και θερμοκρασία.

* Ιδανικές υποθέσεις νόμου περί αερίου: Ο ιδανικός νόμος για το φυσικό αέριο λειτουργεί καλύτερα σε μέτριες θερμοκρασίες και πιέσεις. Σε πολύ υψηλές πιέσεις ή χαμηλές θερμοκρασίες, μπορούν να εμφανιστούν αποκλίσεις από την ιδανική συμπεριφορά.

Επιτρέψτε μου να ξέρω αν έχετε συγκεκριμένα μείγματα αερίου ή σενάρια που θέλετε να εργαστείτε.