Объёмные доли газов в смеси оксидов азота
12,32 л смеси оксида азота(II) и оксида азота(IV) при н. у. имеют массу 19,855 г. Определите объёмные доли газов в смеси.
Дано
`V(смеси) = 12.32 text{ л}`
`m(смеси) = 19.855 text{ г}`
Найти
`φ(NO) = text{ ?}`
`φ(NO_2) = text{ ?}`
Решение
Найдём общее количество вещества газов в смеси:
`n(смеси) = (V(смеси))/V_m = 12.32/22.4 = 0.55 text{ моль}`
Пусть:
`n(NO) = x`
`n(NO_2) = y`
Тогда общее количество вещества газов в смеси:
`n(смеси) = x + y = 0.55`
Масса смеси:
`m(смеси) = m(NO) + m(NO_2) = x*M(NO) + y*M(NO_2) = 30*x + 46*y = 19.855`
Решим систему уравнений:
`{(x + y = 0.55),(30*x + 46*y = 19.855):}`
`{(x = 0.55 - y),(30*(0.55 - y) + 46*y = 19.855):}`
`16.5 - 30*y + 46*y = 19.855`
`16*y = 3.355`
`y = 0.2097 text{ моль}`
`x = 0.55 - 0.2097 = 0.3403 text{ моль}`
Найдём объёмы газов при н.у.:
`V(NO) = n(NO)*V_m = 0.3403*22.4 = 7.623 text{ л}`
`V(NO_2) = n(NO_2)*V_m = 0.2097*22.4 = 4.697 text{ л}`
Вычислим объёмные доли газов:
`φ(NO) = (100*V(NO))/(V(смеси)) = (100*7.623)/12.32 = 61.88%`
`φ(NO_2) = (100*V(NO_2))/(V(смеси)) = (100*4.697)/12.32 = 38.12%`
Ответ
`φ(NO) = 61.88%`
`φ(NO_2) = 38.12%`