Номер 4-28, страница 46 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

4-28. Найдите плотность по кислороду смеси, состоящей из 5 л метана и 20 л неона.

Дано:

$V(CH_4) = 5$ л
$V(Ne) = 20$ л

Перевод в систему СИ:
$V(CH_4) = 5 \cdot 10^{-3}$ м$^3$
$V(Ne) = 20 \cdot 10^{-3}$ м$^3$

Найти:

$D_{O_2}(смеси) - ?$

Решение:

1. Плотность одного газа по другому (относительная плотность) – это безразмерная величина, показывающая, во сколько раз один газ тяжелее или легче другого при одинаковых условиях. Она равна отношению их молярных масс.

Формула для нахождения плотности смеси по кислороду:

$D_{O_2}(смеси) = \frac{M_{смеси}}{M(O_2)}$

где $M_{смеси}$ – средняя молярная масса газовой смеси, а $M(O_2)$ – молярная масса кислорода.

2. Рассчитаем молярную массу кислорода ($O_2$):

$M(O_2) = 2 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 16 = 32$ г/моль.

3. Рассчитаем среднюю молярную массу смеси. Средняя молярная масса газовой смеси равна сумме произведений молярных масс компонентов на их объемные (или мольные) доли в смеси.

$M_{смеси} = \phi(CH_4) \cdot M(CH_4) + \phi(Ne) \cdot M(Ne)$

где $\phi$ - объемная доля компонента.

4. Найдем общий объем смеси:

$V_{смеси} = V(CH_4) + V(Ne) = 5 \text{ л} + 20 \text{ л} = 25$ л.

5. Рассчитаем объемные доли метана и неона:

$\phi(CH_4) = \frac{V(CH_4)}{V_{смеси}} = \frac{5 \text{ л}}{25 \text{ л}} = 0.2$

$\phi(Ne) = \frac{V(Ne)}{V_{смеси}} = \frac{20 \text{ л}}{25 \text{ л}} = 0.8$

6. Рассчитаем молярные массы метана ($CH_4$) и неона ($Ne$):

$M(CH_4) = A_r(C) + 4 \cdot A_r(H) = 12 + 4 \cdot 1 = 16$ г/моль.

$M(Ne) = 20$ г/моль (по периодической таблице).

7. Теперь можем рассчитать среднюю молярную массу смеси:

$M_{смеси} = 0.2 \cdot 16 \text{ г/моль} + 0.8 \cdot 20 \text{ г/моль} = 3.2 \text{ г/моль} + 16 \text{ г/моль} = 19.2$ г/моль.

8. Наконец, рассчитаем плотность смеси по кислороду:

$D_{O_2}(смеси) = \frac{19.2 \text{ г/моль}}{32 \text{ г/моль}} = 0.6$

Ответ: плотность смеси по кислороду равна 0.6.