Дано:
- Плотность смеси по гелию = 4,075
- Массовая доля неизвестного газа в смеси = 94,48%
Найти:
- Формулу неизвестного газообразного простого вещества
Решение:
1. Плотность смеси по гелию определяется как отношение плотности смеси к плотности гелия. Плотность гелия при нормальных условиях равна 0,1786 г/л.
2. Обозначим:
- Плотность смеси по гелию = 4,075
- Плотность смеси = Плотность смеси по гелию × Плотность гелия
- Плотность смеси = 4,075 × 0,1786 = 0,7274 г/л
3. Обозначим:
- Молекулярная масса водорода = 2 г/моль
- Молекулярная масса неизвестного газа = M г/моль
4. Массовая доля неизвестного газа в смеси = 94,48%, значит:
- Массовая доля водорода = 100% - 94,48% = 5,52%
5. Используем формулу для расчета плотности смеси:
P = (w1 × M1 + w2 × M2) / (w1 + w2)
где w1 и w2 - массовые доли водорода и неизвестного газа соответственно.
Подставим значения:
- Массовая доля водорода = 0,0552
- Массовая доля неизвестного газа = 0,9448
- Плотность смеси = 0,7274 г/л
6. Найдем молекулярную массу смеси:
P = (w1 × M1 + w2 × M2) / 1
0,7274 = (0,0552 × 2 + 0,9448 × M) / 1
7. Решим уравнение для M:
0,7274 = 0,1104 + 0,9448 × M
0,7274 - 0,1104 = 0,9448 × M
0,617 = 0,9448 × M
M = 0,617 / 0,9448
M ≈ 0,653
8. Молекулярная масса M = 0,653 × 100 ≈ 65.3 г/моль
9. Неизвестное газообразное простое вещество с молекулярной массой около 65 г/моль - это цинк (Zn), так как его атомная масса приблизительно равна 65.38 г/моль.
Ответ:
Неизвестное газообразное простое вещество - это цинк (Zn).