STP 조건에서 기체의 밀도 비와 질량 비

STP 조건에서 기체의 밀도 비와 질량 비

A의 분자량 / B의 분자량 = A의 밀도 / B의 밀도 ≠ A의 질량 / B의 질량

 

 

0℃, 1 atm 조건에서 33.6 g 질소(N2) 기체와 19.2 g 산소(O2) 기체의 밀도를 구하시오.

 

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0℃, 1 atm 조건에서, 기체 종류에 상관없이,

기체 1 mol의 부피 = 22.4 L

( 몰부피 설명 http://ywpop.tistory.com/8321 )

 

 

a. N2의 몰질량(= 분자량) = 28 g/mol 이므로,

33.6 g N2의 몰수 = 33.6 g / (28 g/mol) = 1.2 mol N2

1.2 mol N2의 부피 = 1.2 mol * (22.4 L/mol) = 26.88 L N2

 

 

b. O2의 몰질량(= 분자량) = 32 g/mol 이므로,

19.2 g O2의 몰수 = 19.2 g / (32 g/mol) = 0.6 mol O2

0.6 mol O2의 부피 = 0.6 mol * (22.4 L/mol) = 13.44 L O2

 

 

▶ 같은 온도, 같은 압력에서,

질량이 다른 두 기체의 부피는 서로 다르다.

 

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기체의 밀도, d = PM / RT

( 설명 http://ywpop.tistory.com/2933 )

---> 같은 온도, 같은 압력 조건이면, d ∝ M.

---> 즉, 기체의 밀도와 기체의 분자량은 비례한다.

---> 기체의 밀도를 구하는 공식에, 기체의 질량은 없다.

---> 즉, 기체의 밀도와 기체의 질량은 무관하다.

 

 

a. N2의 몰질량(= 분자량) = 28 g/mol 이므로,

N2의 밀도 = [(1) (28)] / [(0.082) (273)] = 1.2508 g/L

 

 

b. O2의 몰질량(= 분자량) = 32 g/mol 이므로,

O2의 밀도 = [(1) (32)] / [(0.082) (273)] = 1.4295 g/L

 

 

▶ 같은 온도, 같은 압력에서,

질량이 다른 두 기체의 밀도는 서로 다르다.

 

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a. N2의 분자량 / O2의 분자량 = 28 / 32 = 0.875

 

b. N2의 밀도 / O2의 밀도 = 1.2508 / 1.4295 = 0.87499 ≒ 0.875

또는 [(1) (28)] / [(0.082) (273)] / [(1) (32)] / [(0.082) (273)] 이므로,

28 / 32 = 0.875

 

c. N2의 질량 / O2의 질량 = 33.6 / 19.2 = 1.75

 

 

화학 용어 중에 크기 성질, 세기 성질 이란 것이 있습니다.

( 설명 http://ywpop.tistory.com/4926 )

 

 

밀도, 분자량은 물질의 양에 상관없는 세기 성질이고,

질량은 물질의 양에 상관있는 크기 성질입니다.

 

 

이 때문에, 당연히,

두 물질의 밀도 비와 분자량 비는 같지만, (밀도와 분자량이 비례하므로,)

밀도 비와 질량 비는 다를 수밖에 없습니다.

 

 

[키워드] 밀도 비 = 분자량 비