Calcular la densidad de un gas

Escribe la fórmula del gas (o su masa molar), la presión y la temperatura. Si conoces la densidad y no el gas, deja la fórmula en blanco y escribe la densidad: se calcula la masa molar.

En resumen

La densidad de un gas ideal es d = P · M / (R · T), con R = 0,082 atm·L/(mol·K). El CO₂ (M = 44 g/mol) a 1 atm y 0 °C (273 K) tiene una densidad de 44 / (0,082 · 273) ≈ 1,97 g/L, más que el aire (1,29 g/L).

Fórmula de la densidad de un gas

d = P · M / (R · T) R = 0,082 atm·L/(mol·K)
  • d: densidad del gas, en g/L (que es lo mismo que kg/m³).
  • P: presión, en atmósferas.
  • M: masa molar del gas, en g/mol.
  • R: constante de los gases y T: temperatura en kelvin (°C + 273,15).

Sale de la ecuación de los gases ideales, PV = nRT, sustituyendo n = m / M y despejando m / V.

Ejemplos resueltos

Densidad del CO₂ a 1 atm y 0 °C

d = 1 · 44,01 / (0,082 · 273,15) ≈ 1,96 g/L: pesa más que el aire.

Probar este ejemplo

Densidad del oxígeno (O₂) a 1 atm y 25 °C

d = 1 · 32 / (0,082 · 298,15) ≈ 1,31 g/L.

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Un gas tiene 1,25 g/L a 1 atm y 0 °C. ¿Qué masa molar tiene?

M = d · R · T / P = 1,25 · 0,082 · 273,15 ≈ 28 g/mol: puede ser N₂ o CO.

Probar este ejemplo

Condiciones normales

A 0 °C y 1 atm, un mol de gas ocupa 22,4 L, así que d = M / 22,4. El CO₂ (44 g/mol) tiene 1,96 g/L; el aire, 1,29 g/L; el helio, solo 0,18 g/L.

¿Más pesado que el aire?

Basta comparar masas molares con la del aire (28,96 g/mol): el butano (58) y el CO₂ (44) se acumulan en el suelo; el metano (16) y el hidrógeno (2) suben. Por eso los detectores de butano se ponen abajo y los de gas natural, arriba.

Un poco de historia

Comparar densidades de gases fue la forma de medir masas moleculares en el siglo XIX. En 1894, una diferencia minúscula entre la densidad del nitrógeno sacado del aire y la del obtenido por reacción química llevó a Lord Rayleigh y William Ramsay a descubrir un gas nuevo que estaba escondido en el aire: el argón.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula la densidad de un gas?

Con d = P · M / (R · T): presión en atm, masa molar en g/mol, R = 0,082 y temperatura en kelvin. Sale en g/L.

¿Cuál es la densidad del CO₂ en condiciones normales?

44,01 / 22,41 ≈ 1,96 g/L, unas 1,5 veces la del aire.

¿Cómo se calcula la masa molar de un gas con su densidad?

Despejando: M = d · R · T / P. Un gas con 1,25 g/L a 0 °C y 1 atm tiene M = 28 g/mol (podría ser N₂ o CO).

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