Задание 2. Переформулируйте молярную и массовую долю (в %) оксида углерода (II) в смеси, где содержится 16,8 л

Taras

2

Для решения данной задачи сначала нам нужно осознать, что молярная и массовая доля оксида углерода (II) в смеси - это отношения количества вещества или массы оксида углерода (II) к общему количеству вещества или массе смеси соответственно. Чтобы переформулировать эти доли в процентах, мы должны найти эти отношения и выразить их в процентах.

Давайте начнем с рассмотрения молярной доли. Молярная доля оксида углерода (II) определяется как отношение количества молей данного соединения к общему количеству молей смеси. В нашем случае у нас есть 16,8 л (н. у.) оксида углерода (II) и 13,44 л (н. у.) оксида углерода. Чтобы найти общее количество молей смеси, мы должны преобразовать объем смеси к количеству молей, используя уравнение идеального газа (PV = nRT), где P - давление, V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная и T - температура в Кельвинах.

Допустим, мы знаем, что условия нормального давления и температуры (н. у.) составляют 1 атмосферу и 273,15 К соответственно. Подставляя данную информацию в уравнение идеального газа, мы можем найти количество молей оксида углерода (II) в каждом случае:

Для 16,8 л (н. у.) оксида углерода (II):
\[PV = nRT\]
\[1 \times 16,8 = n \times 0,0821 \times 273,15\]
\[n = \frac{16,8}{22,4} \approx 0,75\]

Для 13,44 л (н. у.) оксида углерода:
\[PV = nRT\]
\[1 \times 13,44 = n \times 0,0821 \times 273,15\]
\[n = \frac{13,44}{22,4} \approx 0,6\]

Мы получили, что в смеси содержится примерно 0,75 молей оксида углерода (II) и 0,6 молей оксида углерода. Теперь мы можем выразить молярную долю каждого соединения в процентах, используя следующую формулу:

\[ \text{Молярная доля (в %)} = \frac{\text{количество молей данного соединения}}{\text{общее количество молей смеси}} \times 100\]

Для оксида углерода (II):
\[\text{Молярная доля (в %)} = \frac{0,75}{0,75+0,6} \times 100 \approx 55,56 \% \]

Для оксида углерода:
\[\text{Молярная доля (в %)} = \frac{0,6}{0,75+0,6} \times 100 \approx 44,44 \% \]


Теперь перейдем к массовой доле. Массовая доля оксида углерода (II) определяется как отношение массы данного соединения к общей массе смеси.

Для нахождения массы оксида углерода (II) в каждом случае, мы должны использовать соотношение массы с вещественной постоянной, которое зависит от закона сохранения массы. Подставляя известные значения, мы можем найти массу оксида углерода (II) в каждом случае:

Молярная масса оксида углерода (II) равна 44 г/моль, а молярная масса оксида углерода равна 28 г/моль.

Для 16,8 л (н. у.) оксида углерода (II):
Масса = количество молей x молярная масса = 0,75 моль x 44 г/моль = 33 г

Для 13,44 л (н. у.) оксида углерода:
Масса = количество молей x молярная масса = 0,6 моль x 28 г/моль = 16,8 г

Теперь мы можем выразить массовую долю каждого соединения в процентах, используя следующую формулу:

Массовая доля (в %) = (масса данного соединения / общая масса смеси) x 100

Для оксида углерода (II):
Массовая доля (в %) = (33 г / (33 г + 16,8 г)) x 100 ≈ 66,27 %

Для оксида углерода:
Массовая доля (в %) = (16,8 г / (33 г + 16,8 г)) x 100 ≈ 33,73 %

Таким образом, переформулируя, мы можем сказать, что в смеси содержится около 55,56% молярной доли оксида углерода (II) и около 44,44% молярной доли оксида углерода в соответствии с количеством вещества, и около 66,27% массовой доли оксида углерода (II) и около 33,73% массовой доли оксида углерода в соответствии с массой.