Объемные доли водорода и гелия в газовой смеси
Вычислите объемные доли водорода и гелия в смеси, содержащей 20% (по массе) водорода.
Дано
`ω(H_2) = 20%`
Найти
`φ(H_2) = text{?}`
`φ(He) = text{?}`
Решение
Примем общую массу смеси за 100 г. Тогда массы газов:
`m(H_2) = (ω(H_2)*m(смеси))/100 = (20*100)/100 = 20 text{ г}`
`m(He) = m(смеси) - m(H_2) = 100 - 20 = 80 text{ г}`
Найдём количества веществ газов:
`n(H_2) = (m(H_2))/(M(H_2)) = 20/2 = 10 text{ моль}`
`n(He) = (m(He))/(M(He)) = 80/4 = 20 text{ моль}`
Вычислим объёмы газов:
`V(H_2) = n(H_2)*V_m = 10*22.4 = 224 text{ л}`
`V(He) = n(He)*V_m = 20*22.4 = 448 text{ л}`
Рассчитаем объём смеси газов:
`V(смеси) = V(H_2) + V(He) = 224 + 448 = 672 text{ л}`
Переведём мольные доли в объёмные проценты:
`φ(H_2) = (100*V(H_2))/(V(смеси)) = (100*224)/672 = 33.33%`
`φ(He) = (100*V(He))/(V(смеси)) = (100*448)/672 = 66.67%`
Ответ
`φ(H_2) = 33.33%`
`φ(He) = 66.67%`