После пропускания через склянку с бромной водой (избыток) 11,2 дм3 (н. у.) смеси метана и ацетилена масса склянки увеличилась на 7,8 г. Определите молярную массу смеси газов.
от

1 Ответ

дано:  
1. Объем смеси газов (метан и ацетилен) = 11,2 дм3 (н. у.).  
2. Увеличение массы склянки = 7,8 г.  
3. Молярная масса метана (CH4) = 12 + 1*4 = 16 г/моль.  
4. Молярная масса ацетилена (C2H2) = 12*2 + 1*2 = 26 г/моль.

найти:  
1. Молярную массу смеси газов.

решение:  
1. Известно, что при реакции ацетилена с бромной водой происходит присоединение брома, в результате чего увеличивается масса. Метан не реагирует с бромной водой, поэтому только ацетилен способствует увеличению массы.

2. Рассчитаем количество вещества (количество молей) ацетилена, который необходим для увеличения массы на 7,8 г:

   Пусть n(C2H2) - количество молей ацетилена, тогда:
   m(C2H2) = n(C2H2) * M(C2H2).

   Так как увеличение массы равно массе брома, присоединенного к ацетилену, то:
   7,8 г = n(C2H2) * 26 г/моль.

   Отсюда:
   n(C2H2) = 7,8 г / 26 г/моль ≈ 0,3 моль.

3. Теперь найдем объем ацетилена, используя закон Бойля-Мариотта для идеальных газов (при н. у. 1 моль газа занимает 22,4 л):

   V(C2H2) = n(C2H2) * 22,4 дм3/моль = 0,3 моль * 22,4 дм3/моль ≈ 6,72 дм3.

4. Затем вычислим количество вещества метана в смеси:
   
   Объем метана будет:
   V(CH4) = V(total) - V(C2H2) = 11,2 дм3 - 6,72 дм3 = 4,48 дм3.

   Теперь найдем количество молей метана:
   n(CH4) = V(CH4) / 22,4 дм3/моль = 4,48 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,2 моль.

5. Рассчитаем среднюю молярную массу смеси:
   
   Масса метана:
   m(CH4) = n(CH4) * M(CH4) = 0,2 моль * 16 г/моль = 3,2 г.

   Массовая доля метана в смеси равна:
   m(total) = m(CH4) + m(C2H2) = 3,2 г + 7,8 г = 11 г.

6. Молярная масса смеси:
   M(mixture) = (m(CH4) + m(C2H2)) / (n(CH4) + n(C2H2))
              = (3,2 г + 7,8 г) / (0,2 моль + 0,3 моль)
              = 11 г / 0,5 моль = 22 г/моль.

ответ:  
Молярная масса смеси газов: 22 г/моль.
от