1.Количество вещества (через объем) (по ссылке - оно же, но при расчете через массу)
n = V / Vm - где n -количества вещества (моль) , V - объем (л) , Vm - молярный объем (л/моль) - то есть объем, который занимает 1 моль. 1 моль ЛЮБОГО газа занимает один и тот же объем - 22.4 л/моль
2.Объемная доля - аналог массовой доли, то есть какой процент по объему занимает данный газ из смеси газов)
fi% = (V(газа) / V(смеси) ) * 100%
3.Вывод молекулярной формулы
Для этого надо найти, в каких соотношениях будут находиться эти элементы в исходном веществе.
Для примера покажу решение первой задачи (пояснения по ссылке)
Какое-то дерьмо горит. В результате горения образуется (по условию) :
CO2, H2O, N2. Горение - это один из видов процесса окисления вещества кислородом.
Вещество + O2 = CO2 + H2O + N2
Так как в результате горения образовались вещества, содержащие углерод, водород и азот, то, следовательно, исходное вещество должно было их содержать (в противном случаем им взяться неоткуда)
Узнать, содержался ли кислород в исходном веществе, пока нельзя, так как вещество при при горении взаимодействовало с кислородом и он мог взяться в продуктах исключительно из-за горения.
Ну, предположим, что он там есть
Тогда формула вещества
CхHyNzOm
Переведем содержание всех известных веществ (из условия) в моли
n(CO2) = m / M = 8.8 / 44 = 0,2 моль
n(H2O) = 2,1 / 18 = 0.1167 моль
n(N2) = 0.47 / 28 = 0.0168 моль
Теперь найдем соотношение АТОМОВ (так как в воду и газообразный азот входят по два атома, то соответственно, их количество в два раза больше по сравнению с молекулами веществ, куда они входят) углерода, кислорода и азота между собой
0.2 : 0,2334 : 0,0336 | : 0,0336
6 : 7 :1
В таком же соотношении эти элементы будут и в исходном веществе
С5H6NOm
Теперь определим, был ли в исходном веществе кислород. Для этого
найдем массу кислорода, который пошел на сжигание
По закону сохранения массы масса в результате реакции не меняется, потому сумма масс исходных веществ равна сумме масс продуктов реакции
Мы имеем смесь из этана и пропана, которую взорвали на воздухе, ну или в избытке кислорода, каждый компонент смеси и этан и пропан с удовольствием реагирует с кислородом, вот и записываем два уравнения:
2C2H6 + 7O2 = 4CO2 + 6H2O (1)
C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O (2)
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2H2O (3)
2 - Пытаемся вытянуть ценную информацию из ДАНО, у нас есть исходный объем смеси, значит мы можем найти количество вещества смеси, через объем это выглядит так:
n = V/Vm = 10,08л/22,4л/моль = 0,45моль
3 - У нас есть общее количество вещества в смеси, но ведь оно не с потолка берется, а из чего - то складывается, в данной смеси, общее количество вещества складывается из количества вещества этана и пропана, так давайте представим, что количество вещества этана это х, а количество вещества пропана - это у и уже получаем одно уравнение:
х + у = 0,45
4 - Дальше. Нам неспроста дано то, что весь этот образовавшийся углекислый газ пропустили через раствор известковой воды, да еще и массу осадка дали, из этого тоже можно вытянуть ценную информацию, например зная количество вещества осадка, мы точно найдем его количество вещества, чем и займемся:
n = m/M = 120г/100г/моль = 1,2моль
5 - Теперь анализируем уравнение под пунктом три, согласно уравнению реакции, количество вещества углекислого газа равно количеству вещества выпавшего осадка, т.е. 1,2 моль, а именно это количество образовалось в результате взрыва исходной смеси, значит, теперь мы знаем количество вещесвта газа, выделившегося в результате реакций (1) и (2).
6 - Теперь мы снова займемся анализом уравнений, на этот раз (1) и (2).
Что мы видим, а видим то, что количество вещества этана(которое х) в два раза меньше чем количество вещества газа, который выделился, значит количество вещества CO2 впервой реакции 2х. Проанализируем второе уравнение, там четко видно, что количество вещества CO2 в три раза больше чем количество вещества пропана, т.е. 3y.
7 - Теперь, веренемся на пару пунктов назад и вспомним, что мы нашли количество CO2 - это 1,2 моль, значит назревает еще одно уравнение: 2х + 3у = 1,2моль
8 - Теперь нам нужно составить систему уравнений, а вот собственно и она:
x + y = 0.45
2x + 3y = 1.2
И решить ее. Решим мы ее очень просто, сначала, первое уравнение домножим на три(чтобы избавиться от игриков)
Получаем:
3x + 3y = 1.35
2x + 3y = 1.2
Теперь голая математика - алгебраическое вычитание, из первого вычтем второе и получим ну совсем простенькое уравнение:
x = 0,15
9 - Ну нашли мы икс, валяем и игрик.
0,15 + у = 0,45
у = 0,3
Вспоминаем, что когда то давно за х и у, мы обозначили количества вещества этана и пропана, значит 0,15 моль - это количество вещетсва этана, 0,3 моль - количество вещетсва пропана.
Объяснение:
Единственно, что тут понадобятся еще формулы
1.Количество вещества (через объем) (по ссылке - оно же, но при расчете через массу)
n = V / Vm - где n -количества вещества (моль) , V - объем (л) , Vm - молярный объем (л/моль) - то есть объем, который занимает 1 моль. 1 моль ЛЮБОГО газа занимает один и тот же объем - 22.4 л/моль
2.Объемная доля - аналог массовой доли, то есть какой процент по объему занимает данный газ из смеси газов)
fi% = (V(газа) / V(смеси) ) * 100%
3.Вывод молекулярной формулы
Для этого надо найти, в каких соотношениях будут находиться эти элементы в исходном веществе.
Для примера покажу решение первой задачи (пояснения по ссылке)
Какое-то дерьмо горит. В результате горения образуется (по условию) :
CO2, H2O, N2. Горение - это один из видов процесса окисления вещества кислородом.
Вещество + O2 = CO2 + H2O + N2
Так как в результате горения образовались вещества, содержащие углерод, водород и азот, то, следовательно, исходное вещество должно было их содержать (в противном случаем им взяться неоткуда)
Узнать, содержался ли кислород в исходном веществе, пока нельзя, так как вещество при при горении взаимодействовало с кислородом и он мог взяться в продуктах исключительно из-за горения.
Ну, предположим, что он там есть
Тогда формула вещества
CхHyNzOm
Переведем содержание всех известных веществ (из условия) в моли
n(CO2) = m / M = 8.8 / 44 = 0,2 моль
n(H2O) = 2,1 / 18 = 0.1167 моль
n(N2) = 0.47 / 28 = 0.0168 моль
Теперь найдем соотношение АТОМОВ (так как в воду и газообразный азот входят по два атома, то соответственно, их количество в два раза больше по сравнению с молекулами веществ, куда они входят) углерода, кислорода и азота между собой
0.2 : 0,2334 : 0,0336 | : 0,0336
6 : 7 :1
В таком же соотношении эти элементы будут и в исходном веществе
С5H6NOm
Теперь определим, был ли в исходном веществе кислород. Для этого
найдем массу кислорода, который пошел на сжигание
По закону сохранения массы масса в результате реакции не меняется, потому сумма масс исходных веществ равна сумме масс продуктов реакции
3.1 + m(O2) = 8.8 + 2.1 + 0.47
m(O2) = 11.37 - 3.1 = 8.27 г
n(O2) = 8.27 / 32 = 0.26 моль - это молекул кислорода
Атомов же в 2 раза больше, так как, повторяю, молекула состоит из 2 атомов. Получается 0.52 моль
В процессе реакции получилось общее содержание кислорода в углекислом газе и воде:
0,2 * 2 + 0.1167 = 0.5167 моль
Мы видим, что количество кислорода равно, следовательно, весь кислород поступил при горении и в исходном веществе его не было.
Тогда формула будет - C6H7N
Посчитаем молярную массу этого вещества
M = 12*6 + 1*7 + 14 = 93 г/моль
Теперь проверим, правильно ли мы нашли вещество
1 л паров это 1/22.4 = 0.045 моль
Весит 4.15 г
Поэтому 4.15/0.0445 = 93 г/моль
Мы имеем смесь из этана и пропана, которую взорвали на воздухе, ну или в избытке кислорода, каждый компонент смеси и этан и пропан с удовольствием реагирует с кислородом, вот и записываем два уравнения:
2C2H6 + 7O2 = 4CO2 + 6H2O (1)
C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O (2)
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2H2O (3)
2 - Пытаемся вытянуть ценную информацию из ДАНО, у нас есть исходный объем смеси, значит мы можем найти количество вещества смеси, через объем это выглядит так:
n = V/Vm = 10,08л/22,4л/моль = 0,45моль
3 - У нас есть общее количество вещества в смеси, но ведь оно не с потолка берется, а из чего - то складывается, в данной смеси, общее количество вещества складывается из количества вещества этана и пропана, так давайте представим, что количество вещества этана это х, а количество вещества пропана - это у и уже получаем одно уравнение:
х + у = 0,45
4 - Дальше. Нам неспроста дано то, что весь этот образовавшийся углекислый газ пропустили через раствор известковой воды, да еще и массу осадка дали, из этого тоже можно вытянуть ценную информацию, например зная количество вещества осадка, мы точно найдем его количество вещества, чем и займемся:
n = m/M = 120г/100г/моль = 1,2моль
5 - Теперь анализируем уравнение под пунктом три, согласно уравнению реакции, количество вещества углекислого газа равно количеству вещества выпавшего осадка, т.е. 1,2 моль, а именно это количество образовалось в результате взрыва исходной смеси, значит, теперь мы знаем количество вещесвта газа, выделившегося в результате реакций (1) и (2).
6 - Теперь мы снова займемся анализом уравнений, на этот раз (1) и (2).
Что мы видим, а видим то, что количество вещества этана(которое х) в два раза меньше чем количество вещества газа, который выделился, значит количество вещества CO2 впервой реакции 2х. Проанализируем второе уравнение, там четко видно, что количество вещества CO2 в три раза больше чем количество вещества пропана, т.е. 3y.
7 - Теперь, веренемся на пару пунктов назад и вспомним, что мы нашли количество CO2 - это 1,2 моль, значит назревает еще одно уравнение: 2х + 3у = 1,2моль
8 - Теперь нам нужно составить систему уравнений, а вот собственно и она:
x + y = 0.45
2x + 3y = 1.2
И решить ее. Решим мы ее очень просто, сначала, первое уравнение домножим на три(чтобы избавиться от игриков)
Получаем:
3x + 3y = 1.35
2x + 3y = 1.2
Теперь голая математика - алгебраическое вычитание, из первого вычтем второе и получим ну совсем простенькое уравнение:
x = 0,15
9 - Ну нашли мы икс, валяем и игрик.
0,15 + у = 0,45
у = 0,3
Вспоминаем, что когда то давно за х и у, мы обозначили количества вещества этана и пропана, значит 0,15 моль - это количество вещетсва этана, 0,3 моль - количество вещетсва пропана.
10 - Вычисляем объемный состав компонентов смеси.
Находим объем этана по формуле:
V = n*Vm = 0,15моль*22,4л/моль = 3,36л
Находим объем порпана по той же формуле:
V = Vm*n = 22,4л/моль*0,3моль = 6,72 литра
11 - Высчитываем объемные доли:
фэтана = Vэтана/Vсмеси = 3,36л/10,08л*100% = 33%
фпропана = 100% - 33% = 67%
Вот так)
Объяснение: