Вколбе объёмом v находится смесь двух газов известной природы (m1, m2 – молярные массы). экспериментатор установил, что при давлении газа р1 масса колбы с газом была равна m1, а при давлении р2 – m2. найти молярную массу смеси и массовую долю каждого из компонентов газовой смеси x1 и x2, если температура газа t. массовая доля компонента – это отношение массы данного газа к суммарной массе газов, составляющих смесь.
дано
v=305см^3
p1=757 мм. рт. ст.
p2= 48 мм. рт. ст.
m1=141,35 г.
m2=140,84 г.
t=20°c
элементы cl2, ne
!
PV = nRT
где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества (в данном случае молярная масса смеси газов), R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.
Начнем с вычисления количества вещества для каждого из условий давления:
n1 = (P1 * V) / (R * T)
n2 = (P2 * V) / (R * T)
где P1 и P2 - давления газа, V - объем газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.
Учитывая, что масса вещества равна молярной массе умноженной на количество вещества, мы можем выразить молярную массу смеси в зависимости от известных масс и количества вещества:
mixture_mass = (m1 * n1 + m2 * n2) / (n1 + n2)
Далее нам нужно вычислить массовые доли каждого из компонентов газовой смеси:
x1 = (m1 * n1) / (mixture_mass * (n1 + n2))
x2 = (m2 * n2) / (mixture_mass * (n1 + n2))
Подставим известные значения в данные формулы:
n1 = (P1 * V) / (R * T)
n2 = (P2 * V) / (R * T)
mixture_mass = (m1 * n1 + m2 * n2) / (n1 + n2)
x1 = (m1 * n1) / (mixture_mass * (n1 + n2))
x2 = (m2 * n2) / (mixture_mass * (n1 + n2))
Теперь выпишем данные, указанные в задаче:
V = 305 см^3
P1 = 757 мм. рт. ст.
P2 = 48 мм. рт. ст.
m1 = 141,35 г.
m2 = 140,84 г.
t = 20°c
Также у нас есть значения констант:
R = 0,0821 л * атм / моль * K
Теперь мы можем начать решение задачи, подставив все известные значения в формулы:
1. Вычислим количество вещества:
n1 = (P1 * V) / (R * T)
n2 = (P2 * V) / (R * T)
Вычислим значения каждого n:
n1 = (757 мм. рт. ст. * 305 см^3) / (0,0821 л * атм / моль * K * (273 + 20) K) = 0,0342 моль
n2 = (48 мм. рт. ст. * 305 см^3) / (0,0821 л * атм / моль * K * (273 + 20) K) = 0,0022 моль
2. Вычислим молярную массу смеси:
mixture_mass = (m1 * n1 + m2 * n2) / (n1 + n2)
mixture_mass = (141,35 г. * 0,0342 моль + 140,84 г. * 0,0022 моль) / (0,0342 моль + 0,0022 моль) = 141,36 г/моль
3. Вычислим массовую долю каждого компонента газовой смеси:
x1 = (m1 * n1) / (mixture_mass * (n1 + n2))
x2 = (m2 * n2) / (mixture_mass * (n1 + n2))
x1 = (141,35 г. * 0,0342 моль) / (141,36 г/моль * (0,0342 моль + 0,0022 моль)) = 0,996
x2 = (140,84 г. * 0,0022 моль) / (141,36 г/моль * (0,0342 моль + 0,0022 моль)) = 0,004
Ответ:
Молярная масса смеси газов равна 141,36 г/моль.
Массовая доля газа Cl2 составляет 99,6% (или 0,996) суммарной массы газовой смеси.
Массовая доля газа Ne составляет 0,4% (или 0,004) суммарной массы газовой смеси.
Пожалуйста, обратите внимание, что данный ответ предназначен для школьников и содержит пошаговое решение с подробными пояснениями. Я надеюсь, это поможет вам понять задачу и получить нужный ответ. Если у вас возникли вопросы, не стесняйтесь задавать их. Я с удовольствием помогу!