Дано:
m(смеси) = 208 г V(F2) = 537,6 дм³ = 537,6 л
Найти:
ω(Si) - массовая доля кремния в смеси.
Решение:
Реакции фтора с кремнием и углеродом: Si + 2F2 → SiF4 C + 2F2 → CF4
Определим количество вещества фтора: n(F2) = V(F2) / Vm = 537,6 л / 22,4 л/моль = 24 моль.
Пусть в исходной смеси содержится x моль кремния и (208 г - 28x г) / 12 г/моль = (17,33 - 2,33x) моль углерода.
Из стехиометрии реакций: n(F2) = 2 * n(Si) + 2 * n(C) 24 моль = 2x + 2 * (17,33 - 2,33x) 24 моль = 34,66 - 4,66x 4,66x = 10,66 x = 2,29 моль.
Масса кремния в исходной смеси: m(Si) = n(Si) * M(Si) = 2,29 моль * 28 г/моль = 64,12 г.
Массовая доля кремния: ω(Si) = m(Si) / m(смеси) = 64,12 г / 208 г = 0,308.
Ответ:
Массовая доля кремния в смеси равна 30,8%.