Номер 4-19, страница 45 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания

4-19. Сосуд заполнили 25 мл кислорода и 125 мл азота. Объемы газов были измерены при одинаковых условиях. Вычислите объемные доли кислорода и азота в этой смеси.

Дано:

Объем кислорода $V(\text{O}_2) = 25$ мл
Объем азота $V(\text{N}_2) = 125$ мл

Перевод в систему СИ:

$V(\text{O}_2) = 25 \text{ мл} = 25 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 2,5 \cdot 10^{-5} \text{ м}^3$

$V(\text{N}_2) = 125 \text{ мл} = 125 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 1,25 \cdot 10^{-4} \text{ м}^3$

Найти:

Объемную долю кислорода $\phi(\text{O}_2)$ - ?
Объемную долю азота $\phi(\text{N}_2)$ - ?

Решение:

Объемная доля ($\phi$) компонента в газовой смеси – это отношение объема данного компонента к общему объему смеси. Она рассчитывается по формуле:

$\phi(\text{компонента}) = \frac{V_{\text{компонента}}}{V_{\text{смеси}}}$

1. Найдем общий объем газовой смеси. По условию, объемы газов были измерены при одинаковых условиях, поэтому общий объем смеси равен сумме объемов ее компонентов (согласно закону Амага):

$V_{\text{смеси}} = V(\text{O}_2) + V(\text{N}_2)$

$V_{\text{смеси}} = 25 \text{ мл} + 125 \text{ мл} = 150 \text{ мл}$

2. Вычислим объемную долю кислорода ($\text{O}_2$). Так как объемная доля является безразмерной величиной, для расчета можно использовать объемы в миллилитрах.

$\phi(\text{O}_2) = \frac{V(\text{O}_2)}{V_{\text{смеси}}} = \frac{25 \text{ мл}}{150 \text{ мл}} = \frac{1}{6} \approx 0,167$

Для выражения объемной доли в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$\phi(\text{O}_2) \approx 0,167 \cdot 100\% = 16,7\%$

3. Вычислим объемную долю азота ($\text{N}_2$).

$\phi(\text{N}_2) = \frac{V(\text{N}_2)}{V_{\text{смеси}}} = \frac{125 \text{ мл}}{150 \text{ мл}} = \frac{5}{6} \approx 0,833$

В процентах:

$\phi(\text{N}_2) \approx 0,833 \cdot 100\% = 83,3\%$

4. Проверка: сумма объемных долей всех компонентов смеси должна быть равна 1 (или 100%).

$\phi(\text{O}_2) + \phi(\text{N}_2) \approx 16,7\% + 83,3\% = 100\%$

Расчеты верны.

Ответ: объемная доля кислорода в смеси составляет 16,7%, объемная доля азота – 83,3%.