Совет 1: Как вычислять относительную плотность вещества

Такая характеристика, как относительная плотность вещества, показывает, во сколько раз оно тяжелее или легче другого соединения. Этот параметр можно определять по отношению к любому газообразному веществу. В большинстве случаев проводятся расчеты относительно воздуха или водорода. Однако могут попадаться задания, в которых необходимо вычислить относительную плотность и по другим газам, таким как кислород, аммиак или сероводород. В любом случае принцип решения задания един.
Как вычислять относительную плотность вещества
Вам понадобится
  • - периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева;
  • - калькулятор.
Инструкция
1
Для того чтобы справиться с задачей, необходимо использовать формулы на определение относительной плотности:

D (воздух) = Mr (газа)/ Mr (воздуха), где:

D (воздух) – относительная плотность;
Mr (газа) – относительная молекулярная масса газообразного вещества;
Mr (воздуха) - относительная молекулярная масса воздуха.

Все три параметра единиц измерения не имеют.

Mr (воздуха) = 29 (величина постоянная), следовательно формула будет иметь вид:
D (воздух) = Mr (газа)/ 29.
2
По аналогии выглядит формула на определение относительной плотности по водороду, с тем исключением, что вместо воздуха стоит водород. А значит, и в расчет берется относительная молекулярная масса водорода.

D (водород) = Mr (газа)/ Mr (водорода);
D (водород) – относительная плотность;
Mr (газа) – относительная молекулярная масса газообразного вещества;
Mr (водорода) - относительная молекулярная масса водорода.

Mr (водорода) = 2, следовательно и формула будет иметь вид:
D (воздух) = Mr (газа)/ 2.
3
Пример № 1. Вычислите относительную плотность аммиака по воздуху. Аммиак имеет формулу NH3.

Сначала найдите относительную молекулярную массу аммиака, которую можно рассчитать по таблице Д.И. Менделеева.

Ar (N) = 14, Ar (H) = 3 х 1 = 3, отсюда
Mr (NH3) = 14 + 3 = 17

Подставьте полученные данные в формулу на определение относительной плотности по воздуху:
D (воздух) = Mr (аммиака)/ Mr (воздуха);
D (воздух) = Mr (аммиака)/ 29;
D (воздух) = 17/ 29 = 0, 59.
4
Пример № 2. Вычислите относительную плотность аммиака по водороду.

Подставьте данные в формулу на определение относительной плотности по водороду:
D (водород) = Mr (аммиака)/ Mr (водорода);
D (водород) = Mr (аммиака)/ 2;
D (водород) = 17/ 2 = 8, 5.

Совет 2 : Как найти плотность водорода

Чтобы найти плотность водорода, определите его массу в данном объеме и найдите отношение этих величин. Поскольку массу газа найти затруднительно, можно использовать уравнение Клапейрона-Менделеева, для этого нужно знать температуру и давление, под которым находится водород. Если известна средняя квадратичная скорость молекул водорода в данный момент времени, его плотность можно узнать из основного уравнения молекулярно-кинетической теории. Ее можно непосредственно измерить плотномером.
Как найти плотность водорода
Вам понадобится
  • герметичный баллон, весы, манометр, термометр, плотномер.
Инструкция
1
Непосредственный расчет плотности водородаВозьмите герметичный баллон с известным объемом и с помощью насоса откачайте из него воздух, получив вакуум. Взвесьте его на весах. После этого заполните его водородом и снова взвесьте. Разница между массами пустого и заполненного баллона и составит массу водорода. Измерение массы проводите в граммах, а объема в см³.
Для получения значения плотности массу водорода поделите на его объем ρ=m/V. Результат получите в г/см³.
2
Определение плотности водорода при неизвестной массеЕсли нет возможности измерить массу водорода, измерьте его давление в данном сосуде с помощью манометра в паскалях. Термометром измерьте его температуру. Если водород накачан в баллон, просто подождите, пока его температура не сравняется с комнатной. Поскольку у подавляющего большинства термометров шкала проградуирована в градусах Цельсия, переведите ее в кельвины, прибавив к значению температуры 273.
Для получения плотности водорода при данных условиях, давление умножьте на 0,002 (молярную массу водорода, выраженную в килограммах на моль). Полученный результат последовательно поделите на 8,31 (универсальную газовую постоянную) и значение температуры ρ=P•M/(R•T). Результат будет получен в кг/м³.
3
Определение плотности водорода по средней квадратичной скорости молекул Если известна средняя квадратичная скорость молекул водорода, которая зависит от их кинетической энергии, а значит, температуры, измерьте манометром его давление, и, умножив его значение на 3, поделите на квадрат средней квадратичной скорости ρ=3•P/v² (из основного уравнения МКТ). Давление измеряйте в паскалях, а скорость в метрах в секунду.
4
Измерение плотности водородаЗаполните датчик вибрационного плотномера водородом, после чего включите прибор. На его экране можно будет увидеть плотность этого газа.
Видео по теме

Совет 3 : Как найти плотность газа

Одной из важнейших характеристик газа является его плотность. Когда упоминают плотность газа, как правило, говорят о плотности в нормальных условиях, а именно когда она измеряется при температуре 0 °С и при давлении 760 мм рт. ст. Кроме обычной или абсолютной плотности также требуется иногда относительная плотность газа. Под относительной плотностью газа имеют ввиду не саму плотность данного газа, а ее отношение к плотности воздуха, которое рассматривается при тех же самых условиях.
Как найти плотность газа
Инструкция
1
Итак, относительная плотность газа совсем не зависит от внешних условий. Это обусловлено всеобщими законами состояния газов, согласно которым, при изменениях температуры и давления изменения объема газов происходят совершенно одинаково.
2
Чтобы определить плотность газа, вам понадобится колба, в которую легко будет закачать нужный газ, а также и откачать без каких-либо препятствий. Для определения плотности газа, приготовьте колбу с газом. Взвесьте эту колбу дважды. Перед тем, как взвесить ее в первый раз, откачайте из колбы, если получится, полностью весь содержащийся в ней воздух. Перед вторым взвешиванием наполните колбу газом, плотность которого вы планируете измерить. Наполняя колбу, следите, чтобы газ дошел до отметки заданного давления.
3
Теперь приступайте к работе с цифрами, формулами, которые необходимы для получения необходимых результатов. Для начала найдите разность масс. Затем разделите эту разность на значение объема колбы V. Для этого определите объем колбы, с которой будете производить измерения, заранее. И в результате этих вычислений вы получите плотность газа при заданных конкретных условиях. После того, как вы вычислите плотность газа при заданных условиях, обратитесь к уравнению состояния. При помощи этого уравнения вы сможете найти плотность газа при нормальных или идеальных условиях. Примите следующие значения для постановки в формулу состояния: p2=pн, V2=Vн, Т2=Тн. Затем умножайте числитель и знаменатель из левой части вашей формулы на собственно массу измеряемого газа m. В итоге у вас получится: p1/p2=m1/m2 , обратите внимание, что в этой формуле m/V1=r1, а также m/Vн=rн.
Используя информацию, полученную из формул и других обозначений, получаете: N1m1/N2m2=p1/p2.
4
Плотность некоторых газов вы можете найти в сводной таблице. Так что, если газ, плотность которого вам необходимо узнать относится к газам, занесенным в таблицу, нужную информацию вы сможете найти без вычисления и использования формул.

Совет 4 : Как найти относительную плотность

В химических лабораториях и при проведения химических опытов в домашних условиях часто бывает необходимо определить относительную плотность того или иного вещества. Относительная плотность представляет собой отношение плотности конкретного вещества к плотности другого при определенных условиях либо к плотности эталонного вещества, за которое принимается дистиллированная вода. Относительная плотность выражается отвлеченным числом.
Как найти относительную плотность
Вам понадобится
  • - таблицы и справочники;
  • - ареометр, пикнометр или специальные весы.
Инструкция
1
Относительную плотность веществ по отношению к плотности дистиллированной воды определяйте по формуле: d=p/p0, где d – искомая относительная плотность, p – плотность исследуемого вещества, p0 – плотность эталонного вещества. Последний параметр табличный и определен довольно точно: при 20оС дистиллированная вода имеет плотность 998,203 кг/куб.м, а максимальной плотности она достигает при 4оС – 999,973 кг/куб.м. Перед вычислениями не забывайте, что р и р0 должны быть выражены в одинаковых единицах измерения.
2
Кроме того, относительную плотность вещества можно узнать в физических и химических справочниках. Числовое значение относительной плотности всегда равно относительному удельному весу того же вещества в одних и тех же условиях. Вывод: пользуйтесь таблицами относительных удельных весов так же, как если бы это были таблицы относительной плотности.
3
Определяя относительную плотность, всегда учитывайте температуру исследуемого и эталонного вещества. Дело в том, что плотность веществ уменьшается при нагревании и увеличивается при охлаждении. Если температура исследуемого вещества отличается от температуры эталона, внесите поправку. Ее вычислите как среднее изменение относительной плотности на 1оС. Нужные данные ищите по номограммам температурных поправок.
4
Для быстрого вычисления относительной плотности жидкостей на практике используйте ареометр. Для измерения относительной плотности газов и сухих веществ используйте пикнометры и специальные весы. Классический ареометр представляет собой стеклянную трубку, расширяющуюся в нижней части. На нижнем конце трубки имеется резервуар с дробью или специальным веществом. На верхней части трубки нанесены деления, показывающие числовое значение относительной плотности исследуемого вещества. Многие ареометры дополнительно оснащают термометрами для измерений температуры исследуемого вещества.
5
Погрузите ареометр в исследуемую жидкость или раствор. Чем ниже будет относительная плотность исследуемой жидкости, тем глубже в нее погрузится ареометр под действием его собственного веса. Поэтому при проведении измерений прибор не следует придерживать рукой. Дождавшись, когда поверхность вещества успокоится и ареометр замрет, по делениям шкалы узнайте относительную плотность исследуемой жидкости.
Видео по теме
Источники:
  • относительная плотность
Совет полезен?
Поиск
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500