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 M2
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
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
