La densità indica la massa del composto per unità di volume ed è calcolata come il rapporto tra la massa (m) e il volume (V): m /V. La semplice conversione del peso molecolare (indicata come M) è possibile solo per le sostanze gassose e in base alla legge del gas ideale PV = (m /M) RT; P sta per pressione, T per temperatura e R è la costante di gas molare. Ad esempio, calcolare la densità del gas di anidride carbonica (CO2) avente il peso molecolare di 44 g /mole alla temperatura di 300 K (Kelvin) e la pressione di 2 atmosfere (atm).

Moltiplicare entrambi lati dell'equazione gas ideale PV = (m /M) x RT del valore M /RTV per ottenere la seguente espressione per la densità: Densità = m /V = ​​PM /RT.

Arrotonda il gas molare costante R alla quarta cifra per ottenere 8.3145 J /mole x K; questa precisione è sufficiente per la maggior parte dei calcoli. Si noti che la costante è indicata nel Sistema internazionale di unità (SI); J significa Joule, un'unità di energia.

Moltiplica la pressione P in atm del fattore 101,325 per convertire la pressione nell'unità SI Pascal (Pa). Nel nostro esempio, Pressione = 101,325 x 2 atm = 202,650 Pa.

Moltiplicare la pressione e il peso molecolare, quindi dividere per la temperatura T e la costante di gas per calcolare la densità (g /metro cubo). Nel nostro esempio, la densità di CO2 è di 202.650 Pa x 44 g /mole /(8.3145 x 300 K) = 3.574.71 g /metri cubici.

Dividere la densità in g /metri cubi per 1.000 per calcolarla in g /L. In questo esempio, la densità = 3,574,71 /1.000 o 3,57 g /L. Nota che i passaggi 4 e 5 sono arrotondati al secondo decimale.