La densidad indica la masa del compuesto por unidad de volumen y se calcula como la relación entre la masa (m) y el volumen (V): m /V. La conversión directa del peso molecular (indicada como M) solo es posible para sustancias gaseosas, y en base a la ley de gas ideal PV = (m /M) RT; P significa presión, T para temperatura y R es la constante de gas molar. Como ejemplo, calcule la densidad del gas de dióxido de carbono (CO2) que tiene el peso molecular de 44 g /mol a la temperatura de 300 K (Kelvin) y la presión de 2 atmósfera (atm).

Multiplique ambos lados de la ecuación de gas ideal PV = (m /M) x RT por el valor M /RTV para obtener la siguiente expresión para la densidad: Densidad = m /V = ​​PM /RT.

Redondear el gas molar constante R al cuarto dígito para obtener 8.3145 J /mol x K; esta precisión es suficiente para la mayoría de los cálculos. Tenga en cuenta que la constante se da en el Sistema Internacional de Unidades (SI); J significa Joule, una unidad de energía.

Multiplica la presión P en atm por el factor 101,325 para convertir la presión a la unidad SI Pascal (Pa). En nuestro ejemplo, Presión = 101,325 x 2 atm = 202,650 Pa.

Multiplique la presión y el peso molecular, y luego divida por la temperatura T y la constante de gas para calcular la densidad (g /metro cúbico). En nuestro ejemplo, la densidad del CO2 es 202,650 Pa x 44 g /mol /(8,3145 x 300 K) = 3,574.71 g /metros cúbicos.

Divida la densidad en g /metros cúbicos por 1,000 para calcularla en g /L. En este ejemplo, la densidad = 3,574.71 /1,000 o 3.57 g /L. Tenga en cuenta que los resultados en los pasos 4 y 5 se redondean al segundo punto decimal.