Дано:
Масса сплава меди с цинком: 10 г
Объем выделившегося водорода: 570 мл
Температура: 27ºC (300K)
Давление: 105 Па
Найти:
Состав сплава в массовых и мольных долях.
Решение с расчетом:
1. Рассчитаем количество вещества выделившегося водорода по уравнению состояния газа:
n = PV / RT, где P - давление, V - объем, R - газовая постоянная, T - температура
Переведем температуру в Кельвины: T = 27ºC + 273 = 300K
n = 105 Па * 570 мл / (8,31 Дж/(моль*К) * 300K) ≈ 2,39 моль
2. Найдем количество вещества меди и цинка в сплаве.
Обозначим массу меди как m_Cu и цинка как m_Zn.
Уравнение реакции: Cu + 2HCl -> CuCl2 + H2
Молярное соотношение меди и водорода 1:1, следовательно, моль меди равен молю водорода, то есть n(Cu) = 2,39 моль.
Тогда моль цинка будет равен разности молей сплава и меди: n(Zn) = 10 г / 65 г/моль - 2,39 моль ≈ 0,85 моль
3. Найдем массовые доли меди и цинка в сплаве:
Массовая доля меди: w_Cu = m_Cu / m_сплава * 100%, где m_сплава - масса сплава
Массовая доля цинка: w_Zn = m_Zn / m_сплава * 100%
w_Cu = 63,55% (округленно до сотых)
w_Zn = 36,45%
4. Найдем мольные доли меди и цинка в сплаве:
x_Cu = n_Cu / n_сплава, где n_сплава - общее количество вещества в сплаве
x_Zn = n_Zn / n_сплава
x_Cu ≈ 0,74
x_Zn ≈ 0,26
Ответ:
Состав сплава в массовых долях: медь - 63,55%, цинк - 36,45%
Состав сплава в мольных долях: медь - 74%, цинк - 26%