Дано:
Объем смеси ацетилена, этилена и этана = 5 л
Объем водорода = 8 л
Найти:
Массовую долю этилена в смеси.
Решение:
1. Рассмотрим уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT
2. Объем газа пропорционален количеству вещества:
V = n * (RT / P)
3. Предположим, что объем водорода равен количеству вещества H2, а объем смеси газов равен сумме количеств веществ каждого компонента:
Vсмеси = nC2H2 + nC2H4 + nC2H6
Vводорода = nH2
4. Так как объем смеси газов равен 5 л, а объем водорода равен 8 л, то можем записать следующую систему уравнений:
nC2H2 + nC2H4 + nC2H6 = 5
nH2 = 8
5. Поскольку в системе находится только один компонент этилен (C2H4), то массовая доля этилена будет равна количеству вещества этилена, деленному на общее количество веществ:
Массовая доля этилена = nC2H4 / (nC2H2 + nC2H4 + nC2H6)
6. Заменим nH2 в выражении для объема смеси:
nC2H2 + nC2H4 + nC2H6 = 5 - nH2
7. Подставим это значение в формулу для массовой доли этилена:
Массовая доля этилена = nC2H4 / (nC2H2 + nC2H4 + nC2H6) = nC2H4 / (5 - nH2)
8. Подставим значения nH2 = 8 в формулу:
Массовая доля этилена = nC2H4 / (5 - 8) = nC2H4 / (-3)
Ответ:
Массовая доля этилена в смеси не может быть определена, так как невозможно делить на отрицательное число (-3).