Плотность газа по воздуху равна 0,5. Какова молекулярная масса газа?

Чтобы определить молекулярную массу газа, зная его плотность по воздуху, необходимо использовать известные данные о плотности воздуха и формулу для расчета молекулярной массы.

Плотность воздуха при нормальных условиях (0 °C и 1 атм) составляет примерно 1,29 г/л. Если плотность газа по воздуху равна 0,5, это означает, что плотность газа равна 0,5 × 1,29 г/л = 0,645 г/л.

Молекулярная масса газа (M) и его плотность (ρ) связаны с уравнением состояния идеального газа:

\[ ρ = \frac{PM}{RT} \]

где:

• \( P \) — давление (в паскалях),
• \( M \) — молекулярная масса (в г/моль),
• \( R \) — универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К)),
• \( T \) — температура (в К).

При нормальных условиях \( P \) = 101325 Па, \( R \) = 8.31 Дж/(моль·К), \( T \) ≈ 273 К.

Подставив значения в уравнение, можно выразить молекулярную массу:

\[ M = \frac{ρRT}{P} \]

Теперь подставим известные значения плотности, давления, универсальной газовой постоянной и температуры:

\[ M = \frac{0.645 \, \text{г/л} \times 8.31 \, \text{Дж/(моль·К)} \times 273 \, \text{К}}{101325 \, \text{Па}} \]

Разделив 0,645 г/л на 1000 (чтобы привести к кг):

\[ M = \frac{0.645 \times 8.31 \times 273}{101325} \approx 0.0189 \, \text{кг/моль} = 18.9 \, \text{г/моль} \]

Таким образом, молекулярная масса газа составляет примерно 18.9 г/моль.