Рішення: Обчисліть середню молярну масу газуватої суміші
Гримучим газом називають суміш водню і кисню, у якій об’єм водню вдвічі більший за об’єм кисню. Обчисліть середню молярну масу (г/моль) газуватої суміші.
Розв’язання по шагам
4 крокиОпределим молярные массы компонентов смеси: водорода ($M(\text{H}_2)$) и кислорода ($M(\text{O}_2)$).
$M(\text{H}_2) = 2 \cdot 1 = 2 \text{ г/моль}$.
$M(\text{O}_2) = 2 \cdot 16 = 32 \text{ г/моль}$.
Согласно закону Авогадро, при одинаковых условиях объёмное соотношение газов равно их молярному соотношению. Поскольку объём водорода вдвое больше объёма кислорода, то и количество молей водорода вдвое больше количества молей кислорода. Пусть количество молей кислорода будет $1$ моль, тогда количество молей водорода будет $2$ моля.
Вычислим общую массу смеси и общее количество молей:
Масса водорода: $m(\text{H}_2) = 2 \text{ моль} \cdot 2 \text{ г/моль} = 4 \text{ г}$.
Масса кислорода: $m(\text{O}_2) = 1 \text{ моль} \cdot 32 \text{ г/моль} = 32 \text{ г}$.
Общая масса смеси: $m_{\text{смеси}} = 4 + 32 = 36 \text{ г}$.
Общее количество молей: $n_{\text{смеси}} = 2 + 1 = 3 \text{ моль}$.
Рассчитаем среднюю молярную массу смеси как отношение общей массы к общему количеству молей:
$M_{\text{ср}} = \frac{m_{\text{смеси}}}{n_{\text{смеси}}} = \frac{36 \text{ г}}{3 \text{ моль}} = 12 \text{ г/моль}$.