Как можно определить массу каждого компонента в газовой смеси, состоящей из летучих водородных соединений углерода и хлора, если известны её объём (5,6 дм³ при нормальных условиях) и общая масса (5,845 г)?

Химия Колледж Газовые законы и состав газовых смесей масса компонентов газовой смеси летучие соединения углерода хлор объем газовой смеси нормальные условия общая масса смеси химия 12 класс Новый

Для определения массы каждого компонента в газовой смеси, состоящей из летучих водородных соединений углерода и хлора, нам необходимо выполнить несколько шагов. Давайте разберем их по порядку.

1. Определение количества вещества газовой смеси:

   При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 дм³. Поэтому, чтобы найти количество вещества (n) в нашей газовой смеси, мы можем использовать следующую формулу:

   n = V / Vм, где V - объем смеси, Vм - молярный объем газа.

   Подставим известные значения:

   n = 5,6 дм³ / 22,4 дм³/моль = 0,25 моль.

2. Определение средней молекулярной массы смеси:

   Теперь, зная общую массу смеси (5,845 г) и количество вещества (0,25 моль), мы можем найти среднюю молекулярную массу (Mср) смеси по формуле:

   Mср = m / n, где m - общая масса смеси.

   Подставим известные значения:

   Mср = 5,845 г / 0,25 моль = 23,38 г/моль.

   Это значение средней молекулярной массы смеси.

3. Определение компонентов смеси:

   Предположим, что в смеси присутствуют два компонента: углеводород (например, метан CH4) и хлороводород HCl. Мы можем использовать их молекулярные массы:

   • Молярная масса CH4 = 12 + (1*4) = 16 г/моль.
   • Молярная масса HCl = 1 + 35,5 = 36,5 г/моль.

   Теперь, обозначим количество вещества метана как x моль, а количество вещества хлороводорода как y моль. Мы знаем, что:

   • x + y = 0,25 (общее количество вещества смеси),
   • 16x + 36,5y = 5,845 (общая масса смеси).
4. Решение системы уравнений:

   Теперь у нас есть система из двух уравнений:

   1. x + y = 0,25,
   2. 16x + 36,5y = 5,845.

   Из первого уравнения выразим y:

   y = 0,25 - x.

   Подставим это значение во второе уравнение:

   16x + 36,5(0,25 - x) = 5,845.

   Раскроем скобки:

   16x + 9,125 - 36,5x = 5,845.

   Соберем подобные слагаемые:

   -20,5x + 9,125 = 5,845.

   Переносим 9,125 на правую сторону:

   -20,5x = 5,845 - 9,125.

   -20,5x = -3,28.

   x = 0,160 моль (количество метана).

   Теперь подставим значение x обратно в уравнение для y:

   y = 0,25 - 0,160 = 0,090 моль (количество хлороводорода).

5. Определение массы каждого компонента:

   Теперь, зная количество вещества каждого компонента, мы можем найти их массу:

   • Масса CH4 = x * M(CH4) = 0,160 моль * 16 г/моль = 2,56 г.
   • Масса HCl = y * M(HCl) = 0,090 моль * 36,5 г/моль = 3,29 г.

Таким образом, мы получили массы компонентов газовой смеси:

• Масса метана (CH4) = 2,56 г.
• Масса хлороводорода (HCl) = 3,29 г.

Эти значения подтверждают, что общая масса смеси составляет 5,845 г, что соответствует условиям задачи.