Дано:
массы газов: m(N2) = 14 г, m(O2) = 32 г, m(Cl2) = 35,5 г
условия: нормальные условия (0°C, 1 атм), температура повышена на 20 К (20°C), давление увеличено на 0,5 атм
Найти:
объем смеси газов
Решение с расчетом:
1. Найдем количество вещества каждого газа по формуле n = m/M, где M - молярная масса соответствующего газа
n(N2) = m(N2)/M(N2) = 14 г / 28 г/моль = 0,5 моль
n(O2) = m(O2)/M(O2) = 32 г / 32 г/моль = 1 моль
n(Cl2) = m(Cl2)/M(Cl2) = 35,5 г / 71 г/моль = 0,5 моль
2. Используем уравнение состояния идеального газа pV = nRT, где p - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах
Для нормальных условий:
p = 1 атм, T = 273 K
V(N2) = n(N2)RT/p = 0,5 моль * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 273 К / 1 атм = 11,2 л
V(O2) = n(O2)RT/p = 1 моль * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 273 К / 1 атм = 22,4 л
V(Cl2) = n(Cl2)RT/p = 0,5 моль * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 273 К / 1 атм = 11,2 л
Общий объем смеси газов при нормальных условиях:
V = V(N2) + V(O2) + V(Cl2) = 11,2 л + 22,4 л + 11,2 л = 44,8 л
Для измененных условий:
p = 1,5 атм, T = 293 K
V(N2) = n(N2)RT/p = 0,5 моль * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 293 К / 1,5 атм = 8,9 л
V(O2) = n(O2)RT/p = 1 моль * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 293 К / 1,5 атм = 17,8 л
V(Cl2) = n(Cl2)RT/p = 0,5 моль * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 293 К / 1,5 атм = 8,9 л
Общий объем смеси газов при измененных условиях:
V = V(N2) + V(O2) + V(Cl2) = 8,9 л + 17,8 л + 8,9 л = 35,6 л
Ответ: 35,6 л