Дано:
- Относительная плотность смеси по водороду (d) = 24,5.
Найти:
Массовую долю более легких молекул в смеси.
Решение:
1. Определим молярную массу водорода (H2), которая равна 2 г/моль.
2. Молярная масса смеси (Mсмеси) будет равна:
Mсмеси = d * M(H2) = 24,5 * 2 г/моль = 49 г/моль.
3. Предположим, что в смеси присутствуют два соединения серы: одно с молекулярной массой M1 и другое с молекулярной массой M2. Обозначим их массовые доли как w1 и w2 соответственно, где w1 + w2 = 1.
4. Запишем уравнение для расчета молярной массы смеси:
Mсмеси = w1 * M1 + w2 * M2.
Подставляя w2 = 1 - w1, получаем:
Mсмеси = w1 * M1 + (1 - w1) * M2.
5. Упрощаем уравнение:
Mсмеси = w1 * M1 + M2 - w1 * M2,
Mсмеси = w1 * (M1 - M2) + M2.
6. Теперь выразим w1:
w1 = (Mсмеси - M2) / (M1 - M2).
7. Теперь нужно выбрать соединения серы. Например, возьмем сульфид водорода (H2S) с молярной массой M1 = 34 г/моль и дисульфид водорода (H2S2) с молярной массой M2 = 66 г/моль.
8. Подставим значения:
w1 = (49 - 66) / (34 - 66),
w1 = (-17) / (-32),
w1 = 17 / 32 ≈ 0,53125.
9. Найдем массовую долю более легкого соединения (H2S):
w1 ≈ 0,53125 или 53,13%.
Ответ:
Массовая доля более легких молекул в смеси ≈ 53,13 %.