A densidade indica a massa do composto por unidade de volume e é calculada como a razão entre a massa (m) e o volume (V): m /V. A conversão direta do peso molecular (denotado como M) só é possível para substâncias gasosas, e baseada na lei de gases ideal PV = (m /M) RT; P significa pressão, T para temperatura e R é a constante de gás molar. Como exemplo, calcule a densidade do gás de dióxido de carbono (CO2) com o peso molecular de 44 g /mol à temperatura de 300 K (Kelvin) e a pressão de 2 atmosferas (atm).

Multiplique ambos lados da equação de gás ideal PV = (m /M) x RT pelo valor M /RTV para obter a seguinte expressão para a densidade: Densidade = m /V = ​​PM /RT.

Arredondar o gás molar constante R ao quarto dígito para obter 8,3145 J /mole x K; essa precisão é suficiente para a maioria dos cálculos. Note que a constante é dada no Sistema Internacional de Unidades (SI); J significa Joule, uma unidade de energia.

Multiplique a pressão P em atm pelo fator 101.325 para converter a pressão para a unidade SI Pascal (Pa). Em nosso exemplo, Pressão = 101,325 x 2 atm = 202,650 Pa.

Multiplique a pressão e o peso molecular e depois divida pela temperatura T e constante de gás para calcular a densidade (g /metro cúbico). Em nosso exemplo, a densidade de CO2 é de 202,650 Pa x 44 g /mol /(8,3145 x 300 K) = 3,574.71 g /metros cúbicos.

Divide a densidade em g /metros cúbicos por 1.000 para calculá-la em g /l. Neste exemplo, a densidade = 3,574.71 /1.000 ou 3,57 g /L. Observe que os resultados nas Etapas 4 e 5 são arredondados para o segundo ponto decimal.