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Densidade Relativa dos Gases

Química

A densidade relativa dos gases relaciona as densidades absolutas de cada gás, ambas nas mesmas condições de temperatura e pressão.
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A densidade relativa (δ) é dada pelo quociente entre as densidades absolutas de dois gases, nas mesmas condições de temperatura e pressão.

Digamos que temos o gás 1 e o gás 2, então, a densidade relativa será:

δ12 = d1
         d2

Observe que a densidade relativa não tem unidade, pois é um número puro que apenas indica quantas vezes um gás é mais ou menos denso que outro. Visto que é só um número puro, ela não é afetada por variações na temperatura e na pressão. No entanto, é importante que essas duas grandezas sejam as mesmas para os dois gases.

Temos que a densidade é a relação da massa pelo volume ocupado pelo gás (d = m/V). Então, podemos substituir essa relação na fórmula acima:

δ12 = d1
         d2
δ12 = m1/V1
         m2/V2

Nas CNTP (Condições Normais de Temperatura e Pressão), todo gás ocupa um volume de 22,4 L. Assim, nesse caso, V1 = V2, que podem ser anulados na fórmula acima.

δ12 = m1
         m2

A densidade relativa é proporcional às massas dos gases.

Vejamos um exemplo de como determinar a densidade relativa:

Exemplo: Quais são as densidades relativas de dois gases A e B, sabendo que:

Gás A: m = 33g e V = 11 L;

Gás B: m = 24,2 g e V = 12,1 L.

Resolução:

dA = m = 33g = 3 g/L
        V    11L

dB = m = 24,2g = 2 g/L
        V    12,1L

δAB = dA
          dB
δAB = 3 g/L
          2 g/L
δAB = 1,5

Também podemos relacionar a densidade relativa com a equação de estado dos gases (PV = nRT), pois conforme explanado no texto Densidade Absoluta dos Gases, temos que:

d = PM
      RT

Então:

d1 = PM1
         RT

d2 = PM2
         RT

d1= PM1/RT
d2    PM2/RT

d1 = M1
d2B  M
2

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Observe que a densidade relativa é proporcional às massas molares dos gases, isso significa que, em termos comparativos, quanto maior for a massa molar de um gás, maior será a sua densidade. Por exemplo, a massa molar do ar é 28,96 g/mol, a do gás hélio é 4 g/mol e a do gás carbônico é 44 g/mol.

Isso significa que a densidade do gás hélio em relação ao ar é menor. É por isso que quando enchemos um balão de gás hélio e o soltamos, ele tende a subir. Por outro lado, o gás carbônico é mais denso que o ar, assim, quando enchemos um balão com o “ar” de nossos pulmões, estamos, na realidade, enchendo o balão de gás carbônico. Desta forma, se soltarmos o balão no ar, ele tenderá a cair.

Se um balão contendo gás com massa molar menor do que 28,96 g/mol for solto no ar, ele irá subir; mas se for maior, ele irá descer
Se um balão contendo gás com massa molar menor do que 28,96 g/mol for solto no ar, ele irá subir; mas se for maior, ele irá descer

Considerando o ar (que é uma mistura de gases) como referência, temos que a densidade relativa de qualquer gás em relação a ele pode ser dada pela fórmula:

δar = _M_
         28,9

M = 28,9 . δar

Se o gás de referência for outro, basta substituir pelos seus respectivos valores. Por exemplo, no caso do gás hidrogênio, a sua massa molar é 2 g/mol, então temos:

δH2 = _M_
          2

M = 2 . δ H2

* Crédito Editorial: Keith Bell / Shutterstock.com


Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

Os balões “dirigíveis” eram movidos a gás hidrogênio, mas, por ser muito inflamável, ele foi substituído pelo gás hélio.*
Os balões “dirigíveis” eram movidos a gás hidrogênio, mas, por ser muito inflamável, ele foi substituído pelo gás hélio.*

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Densidade Relativa dos Gases"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-relativa-dos-gases.htm. Acesso em 19 de setembro de 2019.

Lista de Exercícios
Questão 1

(FEI-SP) As águas poluídas do Rio Tietê liberam, entre outros poluentes, o gás sulfídrico, H2S(g). Um dos maiores problemas causados por esse gás é o ataque corrosivo aos fios de cobre das instalações elétricas existentes junto a esse rio. O gás sulfídrico é mais denso que o ar e, assim, concentra-se mais próximo ao solo. Considerando a massa molar média do ar igual a 28,9, a densidade do H2S(g) em relação ao ar, nas mesmas condições de temperatura e pressão, será aproximadamente:

a) 0,9

b) 1,2

c) 2,4

d) 4,8

e) 5,0

Questão 2

Um determinado gás possui densidade igual a 8 g/L em comparação ao gás hélio. Qual é a massa específica desse gás a 167ºC e 623 mmHg?

(Dados: Massa molar do He = 4 g/mol; R = 62,3 mmHg . L . mol-1 . K-1.)

a) 1,91.

b) 0,045.

c) 0,72.

d) 32.

e) 23,4.

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