Плотность паров пропана по воде

Плотность пропана

Плотность пропана и другие его физические свойства

С воздухом пропан образует взрывоопасные смеси, в случае если концентрация его паров находится в пределах 1,7 – 10,9%. При температуре 466 o С и давлении 0,1 МПа (760 мм. рт. ст.) пропан самовоспламеняется на воздухе. Он легко сжижается и в виде смеси с другими газообразными алканами, например с бутаном, используется в быту как топливо (баллонный газ). Кроме этого, пропан применяется как автомобильное топливо.

Основные константы пропана приведены в таблице ниже.

Таблица 1. Физические свойства и плотность пропана.

0,5005 (жидкость) [t = 20 o C, Р = 4 атм]

Температура плавления, o С

Температура кипения, o С

Молярная масса, г/моль

Химический состав, строение молекулы и плотность пропана

Химический состав молекулы пропана можно отобразить эмпирической (C₃H₈) и рациональной (CH₃-CH₂-CH₃) формулами (рис. 1).

Рис. 1. Строение молекулы пропана.

В молекуле пропана гибридизации подвергаются одна s-орбиталь и три p-орбитали от каждого атома углерода. Вид и число орбиталей, участвующих в гибридизации определяет её тип. В пространстве эти орбитали расположены относительно друг друга под одинаковыми углами и направлены к вершинам тетраэдра.Тип гибридизации атомов углерода в молекуле пропана, как и в других алканах – sp 3 .

Примеры решения задач

Задание	Плотность паров простого вещества азота по водороду – 14. Определите формулу азота.
Решение	Отношение массы данного газа к массе другого газа, взятого в том же объеме, при той же температуре и том же давлении, называется относительной плотностью первого газа по второму. Данная величина показывает, во сколько раз первый газ тяжелее или легче второго газа.

Молярная масса газа равна его плотности по отношению к другому газу, умноженной на молярную массу второго газа:

Тогда, молярная масса газа азота будет равна:

Относительная атомная масса азота равна 14,0067 а.е.м. Тогда, в состав молекулы азота входит M_gas /A_r(P) атомов азота:

Значит формула молекулы азота N₂.

Ответ Молярная масса азота равна 28 г/моль, а формула молекулы азота N₂.

Задание	Плотность газа по воздуху – 0,59. Массовая доля элемента азота в нем – 82,35%, а водорода – 17,65%. Выведите формулу газа.
Решение	Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Обозначим число атомов азота в молекуле через «х», число атомов водорода через «у».

Найдем соответствующие относительные атомные массы элементов азота и водорода (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел).

Процентное содержание элементов разделим на соответствующие относительные атомные массы. Таким образом мы найдем соотношения между числом атомов в молекуле соединения:

x:y = ω(N)/Ar(N) : ω (H)/Ar(H);

x:y = 82,35/14 : 17,65/1;

x:y = 5,88 : 17,65 = 1 : 3.

Значит простейшая формула соединения азота и водорода имеет вид NH₃.

Значение молярной массы газа можно определить при помощи его плотности по воздуху:

M_gas = 29 × 0,59 = 17,11 г/моль.

Чтобы найти истинную формулу соединения азота и водорода найдем отношение полученных молярных масс:

M(NH₃) = Ar(N) + 3 × Ar(H) = 14 + 3 × 1 = 14 + 3 = 17 г/моль.

Таким образом формула вещества будет иметь вид NH₃. Это аммиак.

Источник

Физико-химические свойства сжиженных углеводородных газов

Зависимость плотности от температуры

Температура, º С	Пропан				Изобутан				н-Бутан
	Удельный объём		Плотность		Удельный объём		Плотность		Удельный объём		Плотность
	Жидкость, л/кг	Пар, м 3 /кг	Жидкость, кг/л	Пар, кг/м 3	Жидкость, л/кг	Пар, м 3 /кг	Жидкость, кг/л	Пар, кг/м 3	Жидкость, л/кг	Пар, м 3 /кг	Жидкость, кг/л	Пар, кг/м 3
минус 60	1,650	0,901	0,606	1,11
минус 55	1,672	0,735	0,598	1,36
минус 50	1,686	0,552	0,593	1,810
минус 45	1,704	0,483	0,587	2,07
минус 40	1,721	0,383	0,581	2,610
минус 35	1,739	0,308	0,575	3,250
минус 30	1,770	0,258	0,565	3,870	1,616	0,671	0,619	1,490
минус 25	1,789	0,216	0,559	4,620	1,639	0,606	0,610	1,650
минус 20	1,808	0,1825	0,553	5,480	1,650	0,510	0,606	1,960
минус 15	1,825	0,156	0,548	6,400	1,667	0,400	0,600	2,500	1,626	0,624	0,615	1,602
минус 10	1,845	0,132	0,542	7,570	1,684	0,329	0,594	3,040	1,635	0,514	0,612	1,947
минус 5	1,869	0,110	0,535	9,050	1,701	0,279	0,588	3,590	1,653	0,476	0,605	2,100
0	1,894	0,097	0,528	10,340	1,718	0,232	0,582	4,310	1,664	0,355	0,601	2,820
плюс 5	1,919	0,084	0,521	11,900	1,742	0,197	0,574	5,070	1,678	0,299	0,596	3,350
плюс 10	1,946	0,074	0,514	13,600	1,756	0,169	0,5694	5,920	1,694	0,254	0,5902	3,94
плюс 15	1,972	0,064	0,507	15,51	1,770	0,144	0,565	6,950	1,715	0,215	0,583	4,650
плюс 20	2,004	0,056	0,499	17,740	1,794	0,126	0,5573	7,940	1,727	0,186	0,5709	5,390
плюс 25	2,041	0,0496	0,490	20,150	1,815	0,109	0,5511	9,210	1,745	0,162	0,5732	6,180
плюс 30	2,070	0,0439	0,483	22,800	1,836	0,087	0,5448	11,50	1,763	0,139	0,5673	7,190
плюс 35	2,110	0,0395	0,474	25,30	1,852	0,077	0,540	13,00	1,779	0,122	0,562	8,170
плюс 40	2,155	0,035	0,464	28,60	1,873	0,068	0,534	14,700	1,801	0,107	0,5552	9,334
плюс 45	2,217	0,029	0,451	34,50	1,898	0,060	0,527	16,800	1,821	0,0946	0,549	10,571
плюс 50	2,242	0,027	0,446	36,800	1,9298	0,053	0,5182	18,940	1,843	0,0826	0,5426	12,10
плюс 55	2,288	0,0249	0,437	40,220	1,949	0,049	0,513	20,560	1,866	0,0808	0,536	12,380
плюс 60	2,304	0,0224	0,434	44,60	1,980	0,041	0,505	24,200	1,880	0,0643	0,532	15,400

Физические характеристики

Показатель	Метан	Этан	Этилен	Пропан	Пропилен	н-Бутан	Изобутан	н-Бутилен	Изобутилен	н-Пентан
Химическая формула	СН4	С2Н6	С2Н4	С3Н8	С3Н6	С4Н10	С4Н10	С4Н8	С4Н8	С5Н12
Молекулярная масса, кг/кмоль	16,043	30,068	28,054	44,097	42,081	58,124	58,124	56,108	56,104	72,146
Молекулярный объем, м 3 /кмоль	22,38	22,174	22,263	21,997	21,974	21,50	21,743	22,442	22,442	20,87
Плотность газовой фазы, кг/м 3 , при 0 º С	0,7168	1,356	1,260	2,0037	1,9149	2,7023	2,685	2,55	2,5022	3,457
Плотность газовой фазы, кг/м 3 , при 20 º	0,668	1,263	1,174	1,872	1,784	2,519	2,486	2,329	2,329	3,221
Плотность жидкой фазы, кг/м 3 , при 0 º	416	546	566	528	609	601	582	646	646	6455
Температура кипения, при 101,3 кПа	-161	-88,6	-104	-42,1	-47,7	-0,5	-11,73	-6,9	3,72	36,07
Низшая теплота сгорания, МДж/м 3	35,76	63,65	59,53	91,14	86,49	118,53	118,23	113,83	113,83	146,18
Высшая теплота сгорания, МДж/м 3	40,16	69,69	63,04	99,17	91,95	128,5	128,28	121,4	121,4	158
Температура воспламенения, º С	545-800	530-694	510-543	504-588	455-550	430-569	490-570	440-500	400-440	284-510
Октановое число	110	125	100	125	115	91,20	99,35	80,30	87,50	64,45
Теоретически необходимое количество воздуха для горения, м 3 /м 3	3,52	16,66	14,28	23,8	22,42	30,94	30,94	28,56	28,56	38,08

Упругость насыщенных паров

Температура, º С	Этан	Пропан	Изобутан	н-Бутан	н-Пентан	Этилен	Пропилен	н-Бутилен	Изобутилен
минус 50	0,553	0,07	1,047	0,100	0,070	0,073
минус 45	0,655	0,088	1,228	0,123	0,086	0,089
минус 40	0,771	0,109	1,432	0,150	0,105	0,108
минус 35	0,902	0,134	1,660	0,181	0,127	0,130
минус 30	1,050	0,164	1,912	0,216	0,152	0,155
минус 25	1,215	0,197	2,192	0,259	0,182	0,184
минус 20	1,400	0,236	2,498	0,308	0,215	0,217
минус 15	1,604	0,285	0,088	0,056	2,833	0,362	0,252	0,255
минус 10	1,831	0,338	0,107	0,0680	3,199	0,423	0,295	0,297
минус 5	2,081	0,399	0,128	0,084	3,596	0,497	0,343	0,345
0	2,355	0,466	0,153	0,102	0,024	4,025	0,575	0,396	0,399
плюс 5	2,555	0,543	0,182	0,123	0,030	4,488	0,665	0,456	0,458
плюс 10	2,982	0,629	0,215	0,146	0,037	5,000	0,764	0,522	0,524
плюс 15	3,336	0,725	0,252	0,174	0,046	0,874	0,594	0,598
плюс 20	3,721	0,833	0,294	0,205	0,058	1,020	0,688	0,613
плюс 25	4,137	0,951	0,341	0,240	0,067	1,132	0,694	0,678
плюс 30	4,460	1,080	0,394	0,280	0,081	1,280	0,856	0,864
плюс 35	4,889	1,226	0,452	0,324	0,096	1,444	0,960	0,969
плюс 40	1,382	0,513	0,374	0,114	1,623	1,072	1,084
плюс 45	1,552	0,590	0,429	0,134	1,817	1,193	1,206
плюс 50	1,740	0,670	0,490	0,157	2,028	1,323	1,344
плюс 55	1,943	0,759	0,557	0,183	2,257	1,464	1,489
плюс 60	2,162	0,853	0,631	0,212	2,505	1,588	1,645

Критические параметры

Показатель	Метан	Этан	Этилен	Пропан	Пропилен	н-Бутан	Изобутан	н-Бутилен	Изобутилен	н-Пентан
Критическая температура, º С	минус 82,5	32,3	9,9	96,84	91,94	152,01	134,98	144,4	155	196,6
Критическое давление, МПа	4,58	4,82	5,033	4,21	4,54	3,747	3,6	3,945	4,10	3,331

Опытные коэффициенты объемного расширения β_р

Продукт	При t = 15ºС	Интервал температур, ºС
		-20 / +10	+10 / +40
Пропан	0,00306	0,00290	0,00372
Пропилен	0,00294	0,00280	0,00368
н-Бутан	0,00212	0,00209	0,00220
н-Бутилен	0,00203	0,00194	0,00210
Керосин	0,00095	–	–
Вода	0,00019	–	–

Зависимость коэффициента объемного расширения β_р , °С -1 •10 -5 от температуры и давления

Давление, МПа	Температура, °С
	20	40	60	80	100
Сжиженный пропан
2,0	313	384	–	–	–
4,0	293	345	480	805	–
6,0	277	312	406	603	929
8,0	261	287	353	480	656
10,0	248	265	311	400	510
15,0	223	227	251	297	354
20,0	205	204	218	251	294
Сжиженный н-бутан
2,0	226	225	247	321	446
4,0	217	212	227	287	393
6,0	209	201	210	259	355
8,0	202	191	195	239	327
10,0	195	182	182	223	306
15,0	182	164	164	197	273
20,0	169	151	151	183	255

Зависимость коэффициента объемного сжатия β_сж от давления, МПа -1 •10 -6

Источник