Номер 5, страница 62 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 12. Воздух и его состав. Глава 2. Важнейшие представители неорганических веществ. Количественные отношения в химии - номер 5, страница 62.

5. При разделении воздуха было получено $500 \text{ м}^3$ азота. Сколько литров кислорода и углекислого газа было получено при этом?

Дано:

Объем полученного азота $V(N_2) = 500 \text{ м}^3$.

Для решения задачи необходимы справочные данные о составе воздуха (приблизительные объемные доли):

• Азот ($N_2$): $\varphi(N_2) \approx 78\%$
• Кислород ($O_2$): $\varphi(O_2) \approx 21\%$
• Углекислый газ ($CO_2$): $\varphi(CO_2) \approx 0.04\%$

Объем $V(N_2)$ уже дан в единицах СИ (кубические метры). Конечный ответ требуется дать в литрах. Для перевода используется соотношение $1 \text{ м}^3 = 1000 \text{ л}$.

Найти:

Объем кислорода $V(O_2)$ в литрах (л).

Объем углекислого газа $V(CO_2)$ в литрах (л).

Решение:

При одинаковых условиях температуры и давления (что предполагается в задаче) объемы газов в смеси соотносятся так же, как их объемные доли. Зная объем азота и процентное содержание газов в воздухе, можно найти объемы кислорода и углекислого газа с помощью пропорций.

Кислород ($O_2$)

Составим пропорцию для объемов и объемных долей кислорода и азота:

$\frac{V(O_2)}{V(N_2)} = \frac{\varphi(O_2)}{\varphi(N_2)}$

Из этой пропорции выразим искомый объем кислорода:

$V(O_2) = V(N_2) \times \frac{\varphi(O_2)}{\varphi(N_2)}$

Подставим известные значения в формулу:

$V(O_2) = 500 \text{ м}^3 \times \frac{21\%}{78\%} = 500 \times \frac{21}{78} \text{ м}^3 \approx 134.615 \text{ м}^3$

Теперь переведем полученный объем из кубических метров в литры:

$V(O_2) \approx 134.615 \text{ м}^3 \times 1000 \frac{\text{л}}{\text{м}^3} = 134615 \text{ л}$

Углекислый газ ($CO_2$)

Аналогично найдем объем углекислого газа, составив пропорцию для него и азота:

$\frac{V(CO_2)}{V(N_2)} = \frac{\varphi(CO_2)}{\varphi(N_2)}$

Выразим объем углекислого газа:

$V(CO_2) = V(N_2) \times \frac{\varphi(CO_2)}{\varphi(N_2)}$

Подставим числовые значения:

$V(CO_2) = 500 \text{ м}^3 \times \frac{0.04\%}{78\%} = 500 \times \frac{0.04}{78} \text{ м}^3 \approx 0.2564 \text{ м}^3$

Переведем объем в литры:

$V(CO_2) \approx 0.2564 \text{ м}^3 \times 1000 \frac{\text{л}}{\text{м}^3} \approx 256.4 \text{ л}$

Ответ:

При разделении воздуха было получено примерно 134 615 литров кислорода и 256.4 литра углекислого газа.