Химия
8 класс
Вопрос
Относительная плотность газовой смеси, состоящей из водорода и азота, по гелию равна 5. Определите массовую долю азота в смеси.
Ответ
Для расчетов берем образец смеси количеством вещества 1 моль.
Определяем молярную массу газовой смеси:
$M(г) = D \cdot M(He); M(г) = 5 \cdot 4 = 20 г/моль$.
Тогда масса образца смеси будет равна:
$m(г) = \nu (г) \cdot M(г); m(г) = 1 \cdot 20 = 20 г$.
Масса смеси равна сумме масс азота и водорода:
$m(N_{2}) + m(H_{2}) = 20 г$.
Из уравнения следует, что $m(H_{2}) = 20 - m(N_{2})$.
Выразим количество азота и водорода в состав смеси:
$\nu (N_{2}) = \frac{m(N_{2})}{M(N_{2})}; \nu (N_{2}) = \frac{m(N_{2} )}{28}$;
$\nu (H_{2}) = \frac{m(N_{2})}{M(H_{2})}; \nu(H_{2}) = \frac{20 - m(N_{2})}{2}$.
Нами принято, что количество газовой смеси равно 1 моль:
$\nu (N_{2}) + \nu (H_{2}) = 1 моль$.
В последнее уравнение подставляем значения количеств азота и водорода:
$\frac{m(N_{2})}{28} + \frac{20 - m(N_{2})}{2} = 1$,
решив которое, получим
$m(N_{2}) = 19,4 г$.
Определяем массовую долю азота:
$\omega (N_{2}) = \frac{m(N_{2} )}{m(г)} 100$ %;
$\omega (N_{2}) = \frac{19,4}{20} 100 = 97$ %.