Химия
8 класс
Вопрос
Стеклянный сосуд, заполненный смесью хлора и водорода, плотно закрыли и при постоянной температуре осветили рассеянным светом. Через некоторое время было установлено, что смесь содержит 10 % водорода, 30 % хлористого водорода, а содержание хлора в ней снизилось на 20 % (по объему) по сравнению с его первоначальным содержанием.
а. Вычислите первоначальный состав газовой смеси.
б. Опишите промышленные методы получения газов, названных в задаче.
Ответ
В исходной смеси на 1 объем $Cl_2$ преходилось $x$ объемов $H_2$, через некоторое время объем $Cl_2$ уменьшился на 20 %, при этом оставшееся количество $Cl_2$ ($1-0,2$) составляет $100 - (10 + 30) = 60 %$ объема смеси в момент, когда бралась проба для анализа
$\underset {1 \: объем}{H_2} + \underset {1 \: объем}{Cl_2} = \underset {2 \: объема}{2HCl}$.
Содержание $Cl_2$ снизилось на 20 % по сравнению с исходным, т. е. $(x - 0,2) Cl_2$ соответствуют $10$ % $H_2$ в образовавшейся смеси, поэтому
$\frac{1 - 0,2}{x - 0,2} = \frac{60}{10}$, откуда $x = \frac{1}{3}$.
Таким образом, в исходной смеси на 1 объем $H_2$ приходилось 3 объема $Cl_2$, следовательно, в смеси содержалось $25$ % $H_2$ и $75$ % $Cl_2$ (по объему).
(Данную задачу можно решить значительно проще, не убегая к составлению алгебраического уравнения: в образовавшейся смеси содержится 10 объемов $H_2$, 30 объемов $HCl$ полученных из 15 объемов $H_2$ и 15 объемов $Cl_2$, и $100 - (10+30) = 60$ объемов $Cl_2$. Следовательно, в исходной смеси было $10 + 15 = 25$ объемов $H_2$ и $60 + 15 = 75$ объемов $Cl_2$.)