Номер 4-20, страница 45 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

4-20. Сосуд заполнили 20 мл кислорода, 25 мл водорода и 100 мл хлороводорода. Объемы газов были измерены при одинаковых условиях. Вычислите объемные доли газов в этой смеси.

Дано:

Объем кислорода $V(O_2) = 20 \text{ мл}$

Объем водорода $V(H_2) = 25 \text{ мл}$

Объем хлороводорода $V(HCl) = 100 \text{ мл}$

Перевод в систему СИ не требуется, так как объемные доли являются безразмерными величинами, и для их расчета достаточно, чтобы все объемы были в одинаковых единицах измерения (в данном случае, в миллилитрах).

Найти:

Объемную долю кислорода $\varphi(O_2) - ?$

Объемную долю водорода $\varphi(H_2) - ?$

Объемную долю хлороводорода $\varphi(HCl) - ?$

Решение:

Объемная доля газа ($\varphi$) в смеси — это отношение объема, занимаемого этим газом, к общему объему всей газовой смеси. Она рассчитывается по формуле:

$\varphi(\text{компонента}) = \frac{V(\text{компонента})}{V(\text{смеси})}$

1. Сначала вычислим общий объем газовой смеси. Так как все объемы измерены при одинаковых условиях, общий объем равен сумме объемов отдельных газов.

$V(\text{смеси}) = V(O_2) + V(H_2) + V(HCl)$

$V(\text{смеси}) = 20 \text{ мл} + 25 \text{ мл} + 100 \text{ мл} = 145 \text{ мл}$

2. Теперь рассчитаем объемную долю для каждого компонента смеси.

Объемная доля кислорода ($O_2$):

$\varphi(O_2) = \frac{V(O_2)}{V(\text{смеси})} = \frac{20 \text{ мл}}{145 \text{ мл}} \approx 0,1379$

Для выражения в процентах, умножим результат на 100%:

$\varphi(O_2) = 0,1379 \times 100\% = 13,79\%$

Объемная доля водорода ($H_2$):

$\varphi(H_2) = \frac{V(H_2)}{V(\text{смеси})} = \frac{25 \text{ мл}}{145 \text{ мл}} \approx 0,1724$

В процентах:

$\varphi(H_2) = 0,1724 \times 100\% = 17,24\%$

Объемная доля хлороводорода ($HCl$):

$\varphi(HCl) = \frac{V(HCl)}{V(\text{смеси})} = \frac{100 \text{ мл}}{145 \text{ мл}} \approx 0,6897$

В процентах:

$\varphi(HCl) = 0,6897 \times 100\% = 68,97\%$

Проверка: сумма объемных долей всех компонентов должна быть равна 100%.

$13,79\% + 17,24\% + 68,97\% = 100\%$

Ответ: объемная доля кислорода в смеси составляет 13,79%, водорода — 17,24%, хлороводорода — 68,97%.