Возьмем для определенности 1 литр этой смеси. Тогда по условию задачи в ней содержится 30% или 0,3*1 л = 0,3 л аргона и столько же углекислого газа. Тогда на азот остается 1 л - 0,3 л - 0,3 л = 1-0,6 = 0,4 л
При н.у. 1 моль азота занимает 22,4 л. А х моль азота занимает 0,4 л. Тогда количество вещества азота равно х = 1 моль*0,4 л / 22,4 л = 0,0178 моль
Масса 1 моль азота - 28.01 г (молярная масса) Масса 0,0178 моль азота - у г у = 0,0178*28,01/1 = 0,498578 г. Таким образом масса 0,4 л азота - 0,498578 г.
Массовая доля азота равна массе азота, деленной на массу 1 литра смеси (она не известна): w(N₂) = m(N₂)/m(смесь). Массовая доля азота известна (0.3077). Отсюда масса смеси: m(смесь) = m(N₂)/w(N₂) = = 0.498578 г /0,3077 = 1,6203 г
Теперь мы можем вычислить плотность смеси d, она равна массе смеси, деленной на объем смеси: d = 1.6203 г / 1 л = 1,6203 г/л.
Плотность воздуха найдем, исходя из его молярной массы (массы 1 моль) и объема, занимаемого 1 моль газа при н.у.: d(воздух) = M(воздух)/ 22,4 л.
Воздух - это тоже смесь газов, а не чистое вещество. И у него не может быть определенной молярной массы. В качестве молярной массы воздуха принимают среднюю массу, вычисленную исходя из его состава: 78% N₂, 21% O₂, 1% Ar. (остальные газы не учитываются ввиду крайне малого их содержания) M(воздух) = 0.78*M(N₂) + 0.21*M(O₂) + 0.01*M(Ar) = = 0.78*28 + 0.21*32 + 0.01*30 = 21,84+6,72+0,3=28.86 ≈ 29 г/моль. Таким образом, масса условного 1 моль воздуха - 29 г. (При расчете молярные массы газов округлили, поскольку высокая точность здесь не имеет смысла, так как состав воздуха дается грубо)
Тогда плотность воздуха d(воздух) = 29 г / 22,4 л = 1,295 г/л. Плотность же анализируемой смеси 1,6203 г/л. Видно, что плотность смеси выше, чем плотность воздуха. Чтобы узнать, во сколько раз она выше, разделим ее на плотность воздуха: 1,6203/1,295 = 1,25
1 л*1,6 кг/л = 1,6 кг = 1600 г
m(H2SO4) = 1600 г*0,7 = 1120 г
m'(р.H2SO4) = 1120 г/0,98 =1142,86 г
V(p.H2SO4) = 1142.86 г/1,84 г/мл = 621 мл
ответ: 2) 621 мл
12.
m(p.NaOH) = 140 мл*1,22 г/мл = 170,8 г
m'(NaOH) = 170,8 г*0,2 = 34,16 г
m(NaOH) = 34,16 г + 15 г = 49,16 г
m'(p.NaOH) = 170,8 г+15 г = 185,8 г
ω'(NaOH) = 49,16 г/185,8 г =0,265 или 26,5%
ответ: 2) 26,5%
13.
m(p-pa) = 170 мл*1,18 г/мл = 200,6 г
m(в-ва) = 200,6 г*0,25 = 50,15 г
m'(p-pa) = 200,6 г - 30 мл*1 г/мл = 170,6 г
ω(в-ва) = 50,15 г/170,6 г = 0,294 или 29,4%
ответ: 3) 29,4%
φ(Ar) = 30% = 0.3
φ(CO₂) = 30% = 0.3
w(N₂) = 30,77% = 0.3077
D(смесь/воздух) - ?
M(Ar) = 39.95 г/моль
M(CO₂) = 44.01 г/моль
M(N₂) = 28.01 г/моль
Возьмем для определенности 1 литр этой смеси.
Тогда по условию задачи в ней содержится 30% или 0,3*1 л = 0,3 л аргона и столько же углекислого газа.
Тогда на азот остается 1 л - 0,3 л - 0,3 л = 1-0,6 = 0,4 л
При н.у. 1 моль азота занимает 22,4 л.
А х моль азота занимает 0,4 л.
Тогда количество вещества азота равно х = 1 моль*0,4 л / 22,4 л = 0,0178 моль
Масса 1 моль азота - 28.01 г (молярная масса)
Масса 0,0178 моль азота - у г
у = 0,0178*28,01/1 = 0,498578 г.
Таким образом масса 0,4 л азота - 0,498578 г.
Массовая доля азота равна массе азота, деленной на массу 1 литра смеси (она не известна): w(N₂) = m(N₂)/m(смесь). Массовая доля азота известна (0.3077). Отсюда масса смеси: m(смесь) = m(N₂)/w(N₂) =
= 0.498578 г /0,3077 = 1,6203 г
Теперь мы можем вычислить плотность смеси d, она равна массе смеси, деленной на объем смеси: d = 1.6203 г / 1 л = 1,6203 г/л.
Плотность воздуха найдем, исходя из его молярной массы (массы 1 моль) и объема, занимаемого 1 моль газа при н.у.: d(воздух) = M(воздух)/ 22,4 л.
Воздух - это тоже смесь газов, а не чистое вещество. И у него не может быть определенной молярной массы. В качестве молярной массы воздуха принимают среднюю массу, вычисленную исходя из его состава: 78% N₂, 21% O₂, 1% Ar. (остальные газы не учитываются ввиду крайне малого их содержания)
M(воздух) = 0.78*M(N₂) + 0.21*M(O₂) + 0.01*M(Ar) =
= 0.78*28 + 0.21*32 + 0.01*30 = 21,84+6,72+0,3=28.86 ≈ 29 г/моль.
Таким образом, масса условного 1 моль воздуха - 29 г.
(При расчете молярные массы газов округлили, поскольку высокая точность здесь не имеет смысла, так как состав воздуха дается грубо)
Тогда плотность воздуха d(воздух) = 29 г / 22,4 л = 1,295 г/л.
Плотность же анализируемой смеси 1,6203 г/л.
Видно, что плотность смеси выше, чем плотность воздуха.
Чтобы узнать, во сколько раз она выше, разделим ее на плотность воздуха:
1,6203/1,295 = 1,25