Массовая доля водорода в смеси с хлором после облучения УФ
31,36 л (н. у.) смеси водорода с хлором облучили УФ-светом. По окончании реакции осталось 4,48 л непрореагировавшего хлора (н. у.). Вычислите массовую долю водорода в исходной смеси.
Дано
`V_text{исх.}(смеси) = 31.36 text{ л}`
`V_text{ост.}(Cl_2) = 4.48 text{ л}`
Найти
`ω_text{исх.}(H_2) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции между водородом и хлором:
`H_2 + Cl_2 = 2HCl`
Найдём объём прореагировавшей смеси:
`V_text{прореаг.}(смеси) = V_text{исх.}(смеси) - V_text{ост.}(Cl_2) = 31.36 - 4.48 = 26.88 text{ л}`
По уравнению реакции водород и хлор реагируют в объёмном соотношении 1:1, поэтому объём исходного водорода равен половине объёма прореагировавшей смеси:
`V_text{исх.}(H_2) = (V_text{прореаг.}(смеси))/2 = 26.88/2 = 13.44 text{ л}`
Найдём объём хлора в исходной смеси:
`V_text{исх.}(Cl_2) = V_text{исх.}(смеси) - V_text{исх.}(H_2) = 31.36 - 13.44 = 17.92 text{ л}`
Найдём количества веществ газов в исходной смеси:
`n_text{исх.}(H_2) = (V_text{исх.}(H_2))/V_m = 13.44/22.4 = 0.6 text{ моль}`
`n_text{исх.}(Cl_2) = (V_text{исх.}(Cl_2))/V_m = 17.92/22.4 = 0.8 text{ моль}`
Найдём массы газов в исходной смеси:
`m_text{исх.}(H_2) = n_text{исх.}(H_2)*M(H_2) = 0.6*2 = 1.2 text{ г}`
`m_text{исх.}(Cl_2) = n_text{исх.}(Cl_2)*M(Cl_2) = 0.8*71 = 56.8 text{ г}`
Найдём массу исходной смеси:
`m_text{исх.}(смеси) = m_text{исх.}(H_2) + m_text{исх.}(Cl_2) = 1.2 + 56.8 = 58 text{ г}`
Вычислим массовую долю водорода в исходной смеси:
`ω_text{исх.}(H_2) = (100*m_text{исх.}(H_2))/(m_text{исх.}(смеси)) = (100*1.2)/58 = 2.069%`
Ответ
`ω_text{исх.}(H_2) = 2.069%`