Дано:
- Масса воды: 2,5 кг
- Объем аммиака: 120 л
- Объем бромоводорода: 160 л
- Давление: 101,3 кПа
- Температура: 273 К
Найти:
- Массовые доли аммиака и бромоводорода в растворе
Решение:
1. Используем уравнение состояния идеального газа для расчета количества молей каждого газа:
pV = nRT
где p - давление, V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)), T - температура.
Для аммиака (NH3):
p = 101,3 кПа = 101300 Па
V = 120 л = 0,120 м³
T = 273 К
R = 8,314 Дж/(моль·К)
n(NH3) = (pV) / (RT) = (101300 * 0,120) / (8,314 * 273) ≈ 0,540 моль
Для бромоводорода (HBr):
p = 101,3 кПа = 101300 Па
V = 160 л = 0,160 м³
T = 273 К
R = 8,314 Дж/(моль·К)
n(HBr) = (pV) / (RT) = (101300 * 0,160) / (8,314 * 273) ≈ 0,731 моль
2. Рассчитаем массу каждого газа:
Молекулярная масса аммиака (NH3) = 14 + 3*1 = 17 г/моль
Масса NH3 = 0,540 моль * 17 г/моль = 9,18 г
Молекулярная масса бромоводорода (HBr) = 80 + 1 = 81 г/моль
Масса HBr = 0,731 моль * 81 г/моль = 59,31 г
3. Рассчитаем общую массу раствора:
Масса воды = 2500 г
Масса аммиака и бромоводорода = 9,18 г + 59,31 г = 68,49 г
Общая масса раствора = 2500 г + 68,49 г = 2568,49 г
4. Массовые доли аммиака и бромоводорода:
Массовая доля аммиака = 9,18 г / 2568,49 г ≈ 0,0036 = 0,36%
Массовая доля бромоводорода = 59,31 г / 2568,49 г ≈ 0,0231 = 2,31%
Ответ:
Массовая доля аммиака в растворе составляет 0,36%, а массовая доля бромоводорода - 2,31%.