Рассчитайте среднюю молярную массу (г/моль) смеси, состоящей из кислорода О2 объемом 22,4 дм' (н.у.) и метана СН, объемом 11,2 дм' (н.у.)
Чтобы рассчитать среднюю молярную массу смеси газов, нужно сначала найти количество вещества (в молях) каждого газа, а затем рассчитать общий вес смеси и общее количество вещества.
- Находим количество вещества (н.у.):
Для кислорода (O₂): \[ V_{\text{O}_2} = 22,4 \, \text{дм}^3 \] По условию нормальных условий (н.у.), 1 моль газа занимает 22,4 дм³. Тогда количество молей кислорода: \[ n_{\text{O}_2} = \frac{V_{\text{O}_2}}{22,4} = \frac{22,4}{22,4} = 1 \, \text{моль} \]
Для метана (CH₄): \[ V_{\text{CH}_4} = 11,2 \, \text{дм}^3 \] Аналогично, количество молей метана: \[ n_{\text{CH}_4} = \frac{V_{\text{CH}_4}}{22,4} = \frac{11,2}{22,4} = 0,5 \, \text{моль} \]
- Находим массы каждого газа:
Молярная масса кислорода (O₂): \[ M_{\text{O}_2} = 32 \, \text{г/моль} \] Масса кислорода: \[ m_{\text{O}_2} = n_{\text{O}_2} \times M_{\text{O}_2} = 1 \times 32 = 32 \, \text{г} \]
Молярная масса метана (CH₄): \[ M_{\text{CH}_4} = 16 \, \text{г/моль} \] Масса метана: \[ m_{\text{CH}_4} = n_{\text{CH}_4} \times M_{\text{CH}_4} = 0,5 \times 16 = 8 \, \text{г} \]
Расчитываем общую массу смеси: \[ m_{\text{смеси}} = m_{\text{O}_2} + m_{\text{CH}_4} = 32 + 8 = 40 \, \text{г} \]
Общее количество вещества смеси: \[ n_{\text{смеси}} = n_{\text{O}_2} + n_{\text{CH}_4} = 1 + 0,5 = 1,5 \, \text{моль} \]
Средняя молярная масса смеси: \[ M_{\text{смеси}} = \frac{m_{\text{смеси}}}{n_{\text{смеси}}} = \frac{40 \, \text{г}}{1,5 \, \text{моль}} = \frac{40}{1,5} \approx 26,67 \, \text{г/моль} \]
Таким образом, средняя молярная масса смеси составляет примерно 26,67 г/моль.
