Сколько азота выделяется при сгорании 20 литров метиламина, содержащего 2% примесей, в указанных условиях?

Полярная

67

Для решения этой задачи нам понадобится знать концентрацию азота в чистом метиламине и его молярную массу. После этого мы сможем вычислить количество азота, выделяющегося при сгорании данного объема метиламина.

1. Вычислим молярную массу метиламина. В формуле CH₃NH₂ углерод (C) имеет молярную массу 12.01 г/моль, водород (H) - 1.01 г/моль, азот (N) - 14.01 г/моль. Сложим массы всех атомов, чтобы найти молярную массу метиламина:
M(CH₃NH₂) = (12.01 г/моль) + 3 * (1.01 г/моль) + 1 * (14.01 г/моль)

2. Теперь найдем массовую долю азота в чистом метиламине. Для этого узнаем, какова масса азота в одной молекуле метиламина и поделим ее на молярную массу метиламина:
M(N) = (14.01 г/моль) / (60.09 г/моль)

3. С учетом процента примесей мы можем определить массовую долю азота в смеси метиламина:
Массовая доля азота = Массовая доля чистого метиламина * (1 - % примесей)
Массовая доля чистого метиламина = массовая доля азота в чистом метиламине / (1 - % примесей)

4. Теперь можно перейти к вычислению количества азота в данной задаче. Для этого умножим молекулярную массу азота на количество вещества метиламина в литрах:
Количество азота = массовая доля азота * (объем метиламина - объем примесей)
где "объем примесей" = % примесей * общий объем метиламина

Теперь, когда мы знаем все шаги, давайте начнем вычисления.

1. Молярная масса метиламина:
M(CH₃NH₂) = (12.01 г/моль) + 3 * (1.01 г/моль) + 1 * (14.01 г/моль)
Вычисляем:
M(CH₃NH₂) = 31.05 г/моль

2. Массовая доля азота в чистом метиламине:
M(N) = (14.01 г/моль) / (31.05 г/моль)
Вычисляем:
M(N) = 0.45 (округляем до двух знаков после запятой)

3. Массовая доля азота в смеси:
Массовая доля азота = 0.45 / (1 - 0.02)
Вычисляем:
Массовая доля азота = 0.45 / 0.98
Вычисляем:
Массовая доля азота = 0.4592 (округляем до четырех знаков после запятой)

4. Количество азота:
Количество азота = 0.4592 * (20 л - 0.02 * 20 л)
Количество азота = 0.4592 * (20 л - 0.4 л)
Количество азота = 0.4592 * 19.6 л
Количество азота = 8.99632 л (округляем до трех знаков после запятой)

Таким образом, при сгорании 20 литров метиламина, содержащего 2% примесей, выделяется примерно 9.0 литров азота.