дано:
- масса смеси = 24,2 г
- объем азота (N2) = 6,72 дм³ = 6,72 * 10^-3 м³
- молярный объем газа при нормальных условиях = 22,4 л/моль = 0,0224 м³/моль
найти:
- массовые доли метиламина (CH3NH2) и этиламина (C2H5NH2) в смеси
решение:
1. Рассчитываем количество молей азота:
n(N2) = V / Vм = 6,72 / 22,4 = 0,3 моль
2. По уравнению реакции:
CH3NH2 + O2 -> CO2 + H2O + N2
C2H5NH2 + O2 -> CO2 + H2O + N2
Каждый моль аминов может давать 0,5 моль азота. Следовательно, для получения 0,3 моль азота потребуется 0,3 / 0,5 = 0,6 моль аминов.
3. Обозначим:
x - масса метиламина,
y - масса этиламина.
Тогда:
x + y = 24,2 г (1)
4. Молярные массы:
- метиламин = 31 г/моль
- этиламин = 45 г/моль
5. Составим уравнение для молей:
x / 31 + y / 45 = 0,6 (2)
6. Из уравнения (1) выразим y:
y = 24,2 - x
7. Подставим y в уравнение (2):
x / 31 + (24,2 - x) / 45 = 0,6
8. Умножим на 315 (31*45):
45x + 31(24,2 - x) = 189
9. Раскроем скобки:
45x + 750,2 - 31x = 189
10. Переносим все к переменной x:
14x = 189 - 750,2
14x = -561,2
x ≈ 14,2 г (метиламин)
11. Найдем y:
y = 24,2 - 14,2 = 10 г (этиламин)
12. Рассчитаем массовые доли:
массовая доля метиламина = (x / 24,2) * 100% = (14,2 / 24,2) * 100% ≈ 58,68%
массовая доля этиламина = (y / 24,2) * 100% = (10 / 24,2) * 100% ≈ 41,32%
ответ:
- массовая доля метиламина: ~58,7%
- массовая доля этиламина: ~41,3%