Химия
8 класс
Вопрос
В эвдиометр, наполненный ртутью, ввели 20 мл смеси газов, взятой из контактного аппарата для синтеза аммиака и содержащей аммиак, водород и азот. После длительного действия электрического разряда на смесь в эвдиометре установился постоянный объем газа, равный 28 мл. Затем газ пропустили над нагретой окисью меди, при этом после высушивания оставшегося газа было установлено, что объем последнего составляет 7 мл. Измерения происходили при постоянных давлении и температуре. Объясните ход анализа и происходящие процессы и вычислите процентный состав смеси газов, взятой из контактного аппарата для синтеза аммиака.
Ответ
При пропускании через газовую смесь искрового электрического разряда происходит количественное разложение аммиака (увеличение объема)
2NH3=N2+3H2.
Далее при пропускании образовавшейся газовой смеси азота и водорода над окисью меди происходит реакция
CuO+H2=Cu+H2O,
а после высушивания газовой смеси остается только азот, объем которого равен 7 мл.
Пусть в смеси было x мл NH3, у мл N2 и z мл H2 (объемные соотношения газов пропорциональны мольным). Объем смеси 1 до разложения аммиака составляет x+y+z=20. После разложения x мл NH3 образуется x2 мл и 3x2 мл H2, а объем газовой смеси 2 становится равным x2+3x2+y+z=2x+y+z=28, отсюда x=8 мл. Оставшийся после окися аммиака азот будет занимать объем y+x2=7 мл. Поэтому y=3 мл и, следовательно, z=20−8−3=9 мл.
Процентное содержание газов в смеси (по объему): аммиак - (4:20)⋅100=20 %, азот - (3:20)⋅100=15 % и водород - (9:20)⋅100=45 %.