Хімія. 8 клас. Лашевська

§ 19. Відносна густина газів

Після опрацювання параграфа ви зможете обчислювати відносну густину одного газу за іншим.

Густина — важлива кількісна характеристика газів. Потрібно знати її, щоб правильно використовувати газуваті речовини в практичній діяльності, на виробництві й у побуті. Яким газом заповнити повітряну кулю, щоб вона здійнялася в повітря й полинула в небесну височінь (рис. 19.1)? Чому в Собачій печері, що поблизу Неаполя (Італія), у якій безперервно виділяється вуглекислий газ, люди можуть перебувати, а собаки гинуть? Як хімік має розташувати посудину для збирання кисню витісненням повітря - отвором догори чи донизу? Як правильно «перелити» водень або вуглекислий газ з одного хімічного стакана до іншого? На ці та багато інших запитань ви зможете відповісти самостійно після вивчення параграфа.

Рис. 19.1. Зробіть припущення, яким газом заповнено кульки

Ви вже знаєте, що для характеристики мас атомів, молекул або інших структурних одиниць речовини застосовують величини, що дістали назву відносної атомної й відносної молекулярної маси речовини.

Для газуватих речовин особливе значення має відносна густина одного газу за іншим. Відносна густина D газуватої речовини X за газуватою речовиною Y дорівнює відношенню густин ρ цих газів, виміряних за однакових умов:

Пригадайте, густина речовини ρ дорівнює частці від ділення її маси m на об’єм V:

Для речовин кількістю 1 моль ці формули набудуть такого вигляду:

Отже,

Оскільки для газуватих речовин Vm(X) = Vm(Y), то

Отже, через особливі властивості газуватих речовин відносна густина газуватої речовини X за газуватою речовиною Y дорівнює відношенню молярних мас М цих газів. Цей взаємозв’язок відображає схема, зображена на рисунку 19.2.

Рис. 19.2

Оскільки молярні маси речовин чисельно дорівнюють їхнім відносним молекулярним масам, то відносна густина газуватої речовини X за газуватою речовиною Y дорівнює відношенню відносних молекулярних мас Mr цих газів:

Аналіз формул визначення відносної густини доводить, що, як і будь-яка інша відносна величина, відносна густина одного газу за іншим не має одиниць вимірювання.

Найчастіше визначають відносну густину газу за воднем Н2, киснем О2 та повітрям. Наприклад, у загальному вигляді формула обчислення відносної густини газу X за воднем матиме вигляд:

• Запишіть у загальному вигляді формули обчислення відносної густини газу X за: а) киснем; б ) повітрям. Зважте на те, що повітря - суміш газів (пригадайте, яких саме), його середня молярна маса становить 29 г/моль.

Цікаво і пізнавально

Серед газів найменша густина - у водню, вона становить лише 0,08988 г/л найбільша - у вольфрам(VI) флуориду - 12,9 г/л. Також важким газом є сульфур(VІ) флуорид.

Аналізуючи схему на рисунку 19.1, легко дійти висновку, що за експериментально визначеною відносною густиною невідомого газу X за відомим газом Y можна обчислити молярну (а отже, й відносну молекулярну) масу невідомого газу X:

М(Х) = DY(Х)М(Y); Μr(X) = DY(Х)Мr(Y).

Цікаво і пізнавально

Формулу для визначення відносної молекулярної маси будь-якого газу за його відносною густиною за воднем або за повітрям уперше запропонував у 1856 році Д.І. Менделєєв.

Отже, тепер ви знаєте, що таке відносна густина одного газу за іншим та як її обчислити. Ці знання й уміння знадобляться вам під час розв’язування розрахункових задач. Пам’ятайте, що ви можете використати схему на рисунку 19.2 як своєрідний алгоритм. Розгляньмо приклади.

Задача 1. Обчисліть відносну густину азоту N2 за воднем.

Задача 2. Обчисліть середню молярну масу газової суміші, відносна густина якої за киснем становить 0,5.

Задача 3. Визначте формулу газуватої речовини, утвореної атомами Оксигену, якщо відносна густина метану СН4 за нею становить 1/3.

ПРО ГОЛОВНЕ

• Відносна густина газуватої речовини X за газуватою речовиною Y дорівнює відношенню молярних мас М цих газів.

• Відносна густина газуватої речовини X за газуватою речовиною Y дорівнює відношенню відносних молекулярних мас Мr цих газів.

• Відносна густина одного газу за іншим не має одиниць вимірювання.

• За експериментально визначеною відносною густиною невідомого газу X за відомим газом Y можна обчислити молярну (а отже, й відносну молекулярну) масу невідомого газу.

Перевірте себе

1. Що таке відносна густина одного газу за іншим? 2. Як позначають відносну густину одного газу за іншим? 3. Які ще відносні величини відомі вам з курсу хімії?

Застосуйте свої знання й уміння

  • 1. Поясніть відмінність між абсолютними й відносними величинами.
  • 2. Поясніть взаємозв’язок між масою, об’ємом і густиною речовини.
  • 3. Поясніть, яка з двох кульок (див. рис. 19.3) заповнена метаном СН4, а яка - сульфур(ІV) оксидом SO2. Обчисліть відносну густину сульфур(ІV) оксиду за метаном.
  • 4. Обчисліть відносну густину озону О3 за киснем.
  • 5. Обчисліть відносну густину сірководню H2S за амоніаком NH3.
  • 6. Порівняйте відносну густину за воднем чадного CO та вуглекислого СО2 газу.
  • 7. Обчисліть середню молярну масу газової суміші, відносна густина якої за азотом N2 становить 2.
  • 8. З переліку виберіть пари хімічних формул тих газів, які мають однакову відносну густину за гелієм: О3, СО2, CO, H2S, N2, СН4, С3Н8.
  • 9. Визначте хімічну формулу газуватої речовини, утвореної атомами Оксигену, якщо відносна густина вуглекислого газу СО2 за нею становить 1,375.

Рис. 19.3

Творча майстерня

1. Підготуйте відповіді на запитання, що були на початку параграфа.

2. Підготуйте за матеріалами Інтернету мультимедійну презентацію з фото та відео цікавих дослідів, які демонструють властивості найлегших і найважчих газів.