РАЗДЕЛ И. ОБЩАЯ ХИМИЯ

1. Основные химические понятия. Вещество

Примеры решения типовых задач

V. Определение средней молярной массы смеси газов

Формулы и понятия, которые используются:

где М(смеси) - средняя молярная масса смеси газов,

М(А), М(Б), М(В) - молярные массы компонентов смеси А, Б и В,

χ(А), χ(B), χ(В) - мольные доли компонентов смеси А, Б и В,

φ(А), φ(B), φ(В) - объемные доли компонентов смеси А, Б и В,

М(пов.) - молярная масса воздуха, г/моль,

М_r(пов.) - относительная молекулярная масса воздуха.

Задача 23. Вычислите молярну массу смеси, в которой объемные доли метана и бутана соответственно составляют 85 и 15%.

Дано:

Решение

Молярная масса смеси - это масса всех ее составляющих, взятых в суммарном количестве вещества смеси 1 моль (М(СН₄) = 16 г/моль, М(С₄Н₁₀) = 58 г/моль). Вычислить среднюю молярну массу смеси можно по формуле:

Ответ: М(смеси) = 22,3 г/моль.

Задача 24. Определите плотность газовой смеси с азотом, в которой объемные доли карбон(ИV) оксида, сульфур(ИV) оксида и карбон(II) оксида соответственно составляют 35,25 и 40 %.

Дано:

Решение

1. Вычислим молярну массу смеси (М(СO₂) = 44 г/моль, M(SO₂) = 64 г/моль, М(СО) = 28 г/моль):

2. Вычислим относительную плотность смеси с азотом:

Ответ: D_N2(смеси) = 1,52.

Задача 25. Плотность смеси ацетилена и бутену за гелием равна 11. Определите объемную долю ацетилена в смеси.

Дано:

Решение

1. По формуле определим молярну массу смеси (М(Не) = 4 г/моль):

2. Предположим, что мы имеем 1 моль смеси. В ней содержится х моль С₂Н₂, тогда в соответствии

3. Запишем выражение для вычисления средней молярной массы газовой смеси:

Подставим все известные данные: М(С₂Н₂) = 26 г/моль, М(С₄Н₈) = 56 г/моль:

4. Следовательно, 1 моль смеси содержит 0,4 моль С₂Н₂. Вычислим мольну долю χ(С₂Н₂):

Для газов φ(Х) = χ(Х). Следовательно, φ(С₂Н₄) = 40 %.

Ответ: φ(С₂Н₄) = 40 %.