Смесь углекислого газа и угарного занимает объем 15 л при температуре 25 градусов и давлении 730 мм. рт. ст. Масса этой смеси 17.5 г. Определите объемную долю углекислого газа

1. для газов в условиях отличающихся от нормальных справедливо уравнение:

P * V = n * R * T;

n = (P * V) : (R * T);

2. приведем температуру к стандартным единицам:

T = 25 + 273 = 298 K;

3. переведем давление из мм рт. ст. в кПа:

760 мм рт. ст. = 101,325 кПа;

730 мм рт. ст = z;

z = (730 * 101,325) : 760 = 97,325 кПа;

4. рассчитаем химическое количество смеси:

n (смеси) = (97,325 * 15) : (8,314 * 298) = 0,589 моль;

5. найдем молекулярную массу смеси:

М (смеси) = m (смеси) : n (смеси);

М (смеси) = 17,5 : 0,589 = 29,7 г/моль;

6. для расчета молекулярной массы смеси используют формулу с объемными долями:

М (смеси) = ϕ (СО₂) * М (СО₂) + ϕ (СО) * М (СО);

М (СО₂) = 12 + 2 * 16 = 44 г/моль;

М (СО) = 12 + 16 = 28 г/моль;

7. ϕ (СО₂) + ϕ (СО) = 1

пусть ϕ (СО₂) = х, тогда ϕ (СО) = 1 - х;

8. подставляем выражения объемных долей в формулу нахождения молекулярной массы смеси:

М (смеси) = х * 44 + (1 - х) * 28 = 29,7;

9. находим х:

44 * х + 28 - 28 х = 29,7;

16 * х = 29,7 - 28;

16 * х = 1,7;

х = 0,10625, то есть ϕ (СО₂) = 0,10625 или 10,625%.

Ответ: 10,625% СО₂.