дано:
- объем газообразной смеси = 5,6 л
- масса раствора после реакции увеличилась на 4,65 г
найти:
- относительную плотность по воздуху исходной смеси газов
решение:
1. Определим количество вещества метиламина и метана, которые реагируют с соляной кислотой. Реакции можно записать следующим образом:
CH3NH2 + HCl -> CH3NH3Cl (метиламин реагирует с соляной кислотой)
CH4 + HCl -> нет реакции (метан не реагирует)
Таким образом, вся добавленная масса 4,65 г соответствует только метиламину.
2. Найдем количество молей HCl, которое присутствует в образовавшемся хлориде метиламмония:
Молярная масса метиламина (CH3NH2) = 31 г/моль
Следовательно, масса HCl, реагирующая с 4,65 г метиламина, будет равна:
n(CH3NH2) = 4,65 г / 31 г/моль ≈ 0,15 моль
3. По уравнению реакции видно, что на каждую моль метиламина требуется 1 моль HCl. Значит, количество молей HCl равно также 0,15 моль.
4. Теперь найдем массу смеси газов. Сначала определим соотношение объема метиламина и метана. Из условия задачи известно, что общий объем смеси равен 5,6 л при н.у., что соответствует 0,25 моль (5,6 л / 22,4 л/моль).
5. Обозначим:
x - количество молей метиламина, y - количество молей метана.
Тогда:
x + y = 0,25 (1)
Из предыдущего расчета мы знаем, что x = 0,15 моль (количество молей метиламина). Подставляем это значение в (1):
0,15 + y = 0,25
y = 0,25 - 0,15 = 0,1 моль (метана)
6. Рассчитаем массы компонентов смеси:
масса метиламина = n(CH3NH2) * M(CH3NH2) = 0,15 * 31 ≈ 4,65 г
масса метана = n(CH4) * M(CH4) = 0,1 * 16 = 1,6 г
7. Общая масса смеси:
общая масса = масса метиламина + масса метана = 4,65 г + 1,6 г = 6,25 г
8. Теперь найдем относительную плотность смеси по воздуху. Относительная плотность (d) определяется как отношение массы смеси к массе равного объема воздуха:
Молярная масса воздуха ≈ 29 г/моль. Объем смеси = 5,6 л, а количество моль газа = 0,25 моль.
Масса равного объема воздуха = 0,25 моль * 29 г/моль = 7,25 г.
9. Относительная плотность смеси:
d = масса смеси / масса равного объема воздуха = 6,25 г / 7,25 г ≈ 0,862
ответ:
относительная плотность по воздуху исходной смеси газов ≈ 0,862