Сравните относительную плотность по воздуху: а) метана; б) этана; в) пропана; г) бутана. Какие из перечисленных газов легче воздуха?

Относительная плотность газа по воздуху — это отношение плотности газа к плотности воздуха при одинаковых условиях температуры и давления. Плотность воздуха принято принимать как 1 (по отношению к себе). Для газов, таких как метан, этан, пропан и бутан, относительная плотность будет зависеть от молекулярной массы каждого газа, поскольку плотность газа пропорциональна его молекулярной массе.

Рассмотрим молекулярные массы:

• Метан (CH₄): молекулярная масса метана — 16 г/моль.

• Этан (C₂H₆): молекулярная масса этана — 30 г/моль.

• Пропан (C₃H₈): молекулярная масса пропана — 44 г/моль.

• Бутан (C₄H₁₀): молекулярная масса бутана — 58 г/моль.

Теперь вычислим относительную плотность каждого газа по воздуху. Для этого используем следующую формулу:

Поскольку молекулярная масса воздуха примерно равна 29 г/моль, получаем следующие значения относительных плотностей:

1. Метан:

2. Этан:

3. Пропан:

4. Бутан:

Анализ:

• Газ с относительной плотностью меньше 1 легче воздуха. Таким образом, метан (относительная плотность 0.55) легче воздуха.

• Все остальные газы (этан, пропан и бутан) имеют относительные плотности больше 1, что значит, что эти газы тяжелее воздуха.

Ответ:

• Метан легче воздуха.

• Этан, пропан и бутан тяжелее воздуха.