Условие задачи

Сравните относительную плотность по воздуху: а) ацетилена; б) этилена; в) этана. Какие выводы можно сделать?

Решение

Нам необходимо сравнить относительную плотность по воздуху для каждого газа. Относительная плотность газа по воздуху определяется как отношение его молярной массы к среднеарифметической молярной массе воздуха. При стандартных условиях воздух можно принять примерно за газ с молярной массой ≈ 29 г/моль.

Поскольку при одинаковых условиях (давление, температура) плотность газа равна

ρ = (М · p)/(R · T),

а для воздуха аналогично

ρ₍воздуха₎ = (М₍воздуха₎ · p)/(R · T),

то отношение плотностей (относительная плотность) будет равно отношению молярных масс:

D = М(газа) / М(воздуха).

Теперь найдем молярные массы для каждого газа.

1. Ацетилен (C₂H₂):
М = 2 · 12 + 2 · 1 = 24 + 2 = 26 г/моль.
Относительная плотность: 26/29 ≈ 0,90.

2. Этилен (C₂H₄):
М = 2 · 12 + 4 · 1 = 24 + 4 = 28 г/моль.
Относительная плотность: 28/29 ≈ 0,97.

3. Этан (C₂H₆):
М = 2 · 12 + 6 · 1 = 24 + 6 = 30 г/моль.
Относительная плотность: 30/29 ≈ 1,03.

Таким образом, сравнительные значения:

– Ацетилен: ≈ 0,90 (легче воздуха),
– Этилен: ≈ 0,97 (почти как воздух, немного легче),
– Этан: ≈ 1,03 (немного тяжелее воздуха).

Выводы:
• Ацетилен и этилен имеют относительную плотность меньше единицы, то есть они легче воздуха и могут подниматься вверх, что важно при оценке риска скопления и возможных взрывоопасных смесей.
• Этан имеет относительную плотность чуть больше единицы, что означает, что он склонен к оседанию в нижних частях помещений.

Эти результаты могут иметь значение при проектировании систем вентиляции и оценке безопасности при утечках данных газов.