Химия

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:

$\omega (N_{2}) = \frac{m(N_{2} )}{m(г)} 100$ %;
$\omega (N_{2}) = \frac{19,4}{20} 100 = 97$ %.