Дано:
- Относительная плотность газовой смеси по гелию (ρ) = 0,682.
- Молярная масса H2 (M(H2)) = 2 г/моль.
- Молярная масса D2 (M(D2)) = 4 г/моль.
- Молярная масса гелия (M(He)) = 4 г/моль.
Найти:
- Массовую долю D2 в газовой смеси.
Решение:
1. Определим массу смеси через относительную плотность:
По определению, относительная плотность газов равна отношению их плотностей или молярных масс, поэтому
ρ = M смесь / M(He).
Подставим значение:
0,682 = M смесь / 4 г/моль.
=> M смесь = 0,682 * 4 = 2,728 г/моль.
2. Обозначим массовую долю D2 как x, тогда массовая доля H2 будет (1 - x).
Запишем уравнение для массовой массы смеси:
M смесь = x * M(D2) + (1 - x) * M(H2).
Подставим значения:
2,728 = x * 4 + (1 - x) * 2.
3. Раскроем скобки и приведем подобные:
2,728 = 4x + 2 - 2x
=> 2,728 = 2x + 2.
4. Переносим 2 на другую сторону:
2x = 2,728 - 2
=> 2x = 0,728
=> x = 0,364.
5. Таким образом, мы нашли массовую долю D2.
Ответ:
Массовая доля D2 в газовой смеси составляет 0,364 или 36,4%.