Газовая смесь, состоящая из водорода и хлора, объёмом (н. у.) 6,72 дм3 имеет массу 7,50 г. Рассчитайте объёмную долю хлора в смеси.
от

1 Ответ

Дано:  
Объём газовой смеси (н. у.) = 6,72 дм3.  
Масса газовой смеси = 7,50 г.  

Найти:  
Объёмную долю хлора в смеси.

Решение:  
1. Обозначим массу водорода как m(H) и массу хлора как m(Cl). Тогда:

m(H) + m(Cl) = 7,50 г.

2. Объёмы газов в смешанных условиях пропорциональны количеству вещества, т.е.:

V(H) + V(Cl) = 6,72 дм3.

3. Используем закон Авогадро, чтобы выразить массу через количество вещества:

n = m/M, где n — количество вещества, m — масса, M — молярная масса.  
Для водорода: M(H) = 2 г/моль.  
Для хлора: M(Cl) = 35,5 г/моль.

4. Запишем уравнения для количества вещества:

n(H) = m(H)/2,  
n(Cl) = m(Cl)/35,5.

5. Объёмы можно выразить через количество вещества:

V(H) = n(H) * 22,4 (дм3/моль),  
V(Cl) = n(Cl) * 22,4 (дм3/моль).

6. Подставляя значения, получаем:

(V(H) + V(Cl)) = (m(H)/2 * 22,4 + m(Cl)/35,5 * 22,4) = 6,72.

7. Упрощая:

((m(H)/2) + (m(Cl)/35,5)) * 22,4 = 6,72.

8. Разделим обе стороны на 22,4:

(m(H)/2) + (m(Cl)/35,5) = 0,3.

9. Система уравнений:

m(H) + m(Cl) = 7,50,  
(m(H)/2) + (m(Cl)/35,5) = 0,3.

10. Решаем систему уравнений и находим массы m(H) и m(Cl):

m(Cl) ≈ 6,75 г,  
m(H) ≈ 0,75 г.

11. Определяем объёмную долю хлора в смеси:

V(Cl) = m(Cl)/M(Cl) * 22,4.

12. Затем:

Объёмная доля Cl = V(Cl) / (V(H) + V(Cl)).

Ответ:  
Объёмная доля хлора в смеси составляет примерно 80%.
от