РАЗДЕЛ И. ОБЩАЯ ХИМИЯ

1. Основные химические понятия. Вещество

Примеры решения типовых задач

IV. Определение массовой и объемной долей компонента в смеси

Формулы и понятия, которые используются:

где w(X) - массовая доля данного компонента в смеси,

φ(Х) - объемная доля компонента X в смеси,

m(X) - масса компонента в смеси, г,

V(X) - объем компонента в смеси, л,

m(смеси) - масса смеси, г,

V(смеси) - объем смеси, л.

Задача 19. Смесь азота и карбон(ИV) оксида, объем 30 л, содержащий 5,6 г азота. Вычислите объемную долю карбон(ИV) оксида в смеси (%).

Дано:

Решение

Из формулы вычислим объем 5,6 г азота. M(N₂) = 28 г/моль, V_M = 22,4 л/моль:

2. Найдем объем карбон(ИV) оксида в смеси:

3. Вычислим объемную долю карбон(ИV) оксида в смеси:

Ответ: φ(CO₂) = 85,1 %.

Задача 20. Вычислите массовую долю етену (%) в смеси, содержащей етин, этан и етен, количество вещества каждого компонента в которой составляет 0,1 моль.

Дано:

Решение

1. Из формулы вычислим массы компонентов смеси (М(С₂Н₂) = 26 г/моль, М(С₂Н₄) = 28 г/моль, М(С₂Н₆) = 30 г/моль):

2. Определим массу смеси:

3. Вычислим массовую долю этана в смеси:

Ответ: w(C₂H₆) = 35,7 %.

Задача 21. Вычислите объемную долю азота (%) в смеси, содержащей 1200 мл кислорода и 0,2 моль азота.

Дано:

Решение

1. 3 формулы вычислим объем азота, что есть в смеси (V_M = 22,4 л/моль):

2. Найдем объем смеси (1200 мл = 1,2 л):

3. Вычислим объемную долю азота в смеси:

Ответ: φ(N₂) = 78,9 %.

Задача 22. Вычислите массовую долю Железа (%) в смеси, содержащей 0,1 моль Fe₃O₄ и 0,2 моль FeO.

Дано:

Решение

1. Формула Fe₃O₄ показывает, что 1 моль этого оксида содержит 3 моль химического элемента Железа (в состав оксида входит в виде ионов):

Аналогично в оксиде FeO содержится:

2. Общее количество вещества Железа составляет:

3. Из формулы вычислим массы оксидов (M(Fe₃O₄) = 232 г/моль, M(FeO) = 72 г/моль):

4. Вычислим массу Железа в смеси. M(Fe) = 56 г/моль:

5. Рассчитаем массу смеси оксидов:

6. Вычислим массовую долю Железа:

Ответ: w(Fe) = 74,5 %.