Химия

Отдельные компоненты газовой смеси последовательно удалялись с помощью следующих реакций:

$CO_2 + 2NaOH = Na_2CO_3 + H_2O$, (1)
$C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2$, (2)
$Cu_2Cl_2 + 2CO \rightarrow Cu_2Cl_2 \cdot 2CO$, (3)
$H_2 + 0,602 = H_2O$, (4)
$CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O$, (5)
$C_2H_4 + 3O_2 = 2CO_2 + 2H_2O$, (6)
$CO + 0,5O_2 = CO_2$. (7)

Из уравнений реакций (1), (2) и (3) видно, что последовательно были удалены $CO_2$ (NULL,5 мл), $C_2H_4$ (4 мл) и $CO$ (NULL,5 мл), а поскольку взятый объем светильного газа составлял 100 мл, в нем содержалось (по объему) 2,5 % $CO_2$, 4 % $C_2H_4$ и 7,5 % $CO$.

Кроме того, в смеси содержалось (по объему) х % водорода и у % метана. Из уравнений реакции сгорания (4)- (7) следует, что после сгорания 100 ммолей исходного светильного газа

$x$ ммолей $H_2$ дают $x$ ммолей $H_2O$,
$y$ ммолей $CH_4$ - $2у$ ммолей $H_2O$ и $y$ ммолей $CO_2$,
4 ммоля $C_2H_4$ - 8 ммолей $H_2O$ и 8 ммолей $CO_2$,
7,5 ммоля $CO$ - 7,5 ммоля $CO_2$,
2,5 ммоля $CO_2$ остаются без изменения, т. е. 2,5 ммоля $CO_2$.

Всего из 100 ммолей образуется ($x + 2y + 8$) ммолей $H_2O$ и ($y + 18$) ммолей $CO_2$.

По условию задачи было получено

$\frac{2,052}{0,018} = 114$ ммолей $H_2O$

и

$\frac{2,112}{0,044} = 48$ ммолей $CO_2$

следовательно:

$\begin{cases} x + 2y + 8 = 114 \\ y + 18 = 48 \end{cases}$,

откуда $y = 30, x = 46$, а поскольку мольные доли совпадают с объемными, то в смеси содержалось 46 % $H_2$ и 30 % $CH_4$.

Остающаяся часть $100 - (46 + 30 + 2,5 + 4 + 7,5) = 100 - 90 = 10$ % приходится на азот, т. е. смесь имела следующий процентный состав (по объему): 46 % $H_2$, 30 % $CH_4$, 75 % $CO$, 4 % $C_2H_4$, 2,5 % $CO_2$ и 10 % $N_2$.