Неизвестное газообразное вещество в смеси с водородом
Смесь водорода с неизвестным газообразным простым веществом имеет плотность по гелию, равную 4,075. Массовая доля неизвестного газа в этой смеси равна 94,48%. Определите неизвестное простое вещество.
Дано
`D_(He)(смеси) = 4.075`
`ω(X) = 94.48%`
`ω(H_2) = 5.52%`
Найти
`X = text{ ?}`
Решение
Найдём молярную массу смеси:
`M(смеси) = D_(He)(смеси)*M(He) = 4.075*4 = 16.3 text{ г/моль}`
Пусть количество вещества смеси равно 1 моль, тогда масса смеси:
`m(смеси) = M(смеси)*n(смеси) = 16.3*1 = 16.3 text{ г}`
Найдём массу неизвестного газа и водорода:
`m(X) = (ω(X)*m(смеси))/100 = (94.48*16.3)/100 = 15.4 text{ г}`
`m(H_2) = m(смеси) - m(X) = 16.3 - 15.4 = 0.9 text{ г}`
Найдём количество вещества водорода:
`n(H_2) = (m(H_2))/(M(H_2)) = 0.9/2 = 0.45 text{ моль}`
Найдём количество вещества неизвестного газа:
`n(X) = n(смеси) - n(H_2) = 1 - 0.45 = 0.55 text{ моль}`
Найдём молярную массу неизвестного газа:
`M(X) = (m(X))/(n(X)) = 15.4/0.55 = 28 text{ г/моль}`
Молярная масса 28 г/моль соответствует азоту (N₂), который является простым газообразным веществом.
Ответ
Азот (`N_2`)