Химия
8 класс
Вопрос
Образец иода массой 0,4948 г занимает в парообразном состоянии объем 249,8 мл при температуре $900^{\circ} С$. Давление паров иода равно 641 мм рт. ст. Молекулярный иод частично диссоциирует согласно уравнению $I_2 \rightleftharpoons 2I$.
Вычислите:
а) среднюю молекулярную массу паров иода;
б) теоретическое давление паров молекулярного иода в предположении, что диссоциация отсутствует;
в) процентное содержание (по массе) паров молекулярного иода в газовой смеси.
Ответ
По уравнению газового состояния находим среднее число частиц в газовой фазе
$n = \frac{pV}{RT}$ [$R = 0,082 л/атм \cdot К$; р (атм), V (л), Т (К)],
$n = \frac {641,4 \cdot 0,2498}{760 \cdot 0,082 \cdot 1173} = 0,002179 \: моля = 2,179$ ммоля.
Средняя молекулярная масса паров иода
0,002179 моля имеют массу 0,4948 г,
1 моль - $\bar {М}$ г,
$\bar {М} = 227$.
Если бы иод не был диссоциирован, то 0,4948 г $I_2$ ($M = 253,2$) составляли бы $0,4948 : 253 = 0,001949$ моля, и при указанной температуре его давление было бы равно
$p = \frac{nRT}{V} = \frac {0,001949 \cdot 0,0082 \cdot 1173}{0,2498} = 0,7511$ атм,
или $p = 0,7511 \cdot 760 = 570,9$ мм рт. ст.
В результате частичной диссоциации молекул иода на атомы общее число частиц
$n_{I_2} + n_1 = 0,002179$.
Если продиссоциировало $х$ молей $I_2$, то осталось ($0,001949 - x$) молей $I_2$ и образовалось $2х$ молей атомов $I$
$0,001949 - х + 2х = 0,002179$,
$x = 0,000230$.
Осталось непродиссоциированным 0,001949 - 0,00230=0,001719 моля 12= 1,719 ммоля.
Процентное содержание паров молекулярного иода в равновесной смеси ($\bar {М} = 227$) равно
$\frac {1,719 \cdot 253,82 \cdot 100}{2,179 \cdot 227} = 88,2$ %.