дано:
- молярная масса газовой смеси M_mix = 12,0 г/моль
- массовая доля азота w_N2 = 34,0 %
найти:
- объёмную долю азота в смеси φ_N2
решение:
1. Обозначим массу смеси m_mix = 100 г (для удобства вычислений).
2. Рассчитаем массу азота в смеси:
m_N2 = w_N2 * m_mix = 34,0 % * 100 г = 34 г
3. Рассчитаем массу остальных компонентов смеси:
m_other = m_mix - m_N2 = 100 г - 34 г = 66 г
4. Теперь определим количество молей азота:
Молярная масса азота (N2) ≈ 28 г/моль
n_N2 = m_N2 / M_N2 = 34 г / 28 г/моль = 1,214 моль
5. Определим количество молей других компонентов смеси. Поскольку общая молярная масса смеси равна 12,0 г/моль, найдем эквивалентное количество моль для оставшейся массы:
n_other = m_other / M_mix = 66 г / 12 г/моль = 5,5 моль
6. Общее количество молей в смеси:
n_total = n_N2 + n_other = 1,214 моль + 5,5 моль = 6,714 моль
7. Объёмная доля азота определяется как отношение количества молей азота к общему количеству молей:
φ_N2 = n_N2 / n_total = 1,214 / 6,714 ≈ 0,181
8. Переведём в проценты:
φ_N2 = 0,181 * 100 % ≈ 18,1 %
ответ:
объёмная доля азота в смеси составляет приблизительно 18,1 %.