ДАНО:
m(смеси)=25,5
V(смеси)=14л
НАЙТИ:
φ(N2)=? ; χ(N2)=? ω(N2)=?
1.Находим количество вещества газовой смеси: υ(смеси)=(V(смеси))/Vm =14/22,4=0,625(моль) 2.Вычисляем среднюю молярную массу смеси: М(смеси) = (m(смеси))/(υ(смеси)) = 25,5:0,625= 40,8(г/моль)
3. Находим объемную долю азота в смеси: Пусть x—объемная доля азота в смеси, φ(N2)=x, тогда
(1-x)—объемная доля оксида углерода(IV) в смеси, φ (CO2)= 1-x по формуле М(смеси)= φ(N2) × М(N2) + φ (CO2) × М(CO2)
40,8= x×28 + (1-x) × 44 откуда x=0,2 или x=20% φ(N2)=20% φ (CO2)=1-0,2=0,8 или 80%
4. Определяем мольную долю азота в смеси. По закону Авогадро объемная доля газа в смеси равна его мольной доле, поэтому φ(N2)= χ(N2)=0,2 или 20%
5. Вычисляем массовую долю азота в смеси, на основе формулы χ(N2)= υ(N2)/ υ(смеси) находим количество вещества азота
υ(N2) = χ(N2) × υ(смеси)=0,2×0,625=0,125 (моль), тогда m(N2)= υ(N2) × M(N2)= 0,125×28=3,5(г) ω(N2)=(m(N2) )/(m(смеси)) = 3,5/25,5=0,137 или 13,7%
Все эти действия можно объединить одной формулой ω(N2)= (χ(N2) × υ(смеси) × M(N2) )/(m(смеси)) = 0,2 × 0,625 × 28/25,5=0,137
или ω(N2)=(χ(N2) × M(N2) )/(M(смеси)) = 0,2 × 28/40,8 = 0,137 или 13,7%
Ответ: φ(N2)=20% ; χ(N2)=20% ω(N2)=13,7%