Какие объёмные доли азота (N2) и водорода (H2) в газовой смеси, предназначенной для синтеза аммиака, при относительной

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать относительную плотность водорода, чтобы найти объёмные доли азота и водорода в газовой смеси, предназначенной для синтеза аммиака.

Относительная плотность водорода указывает на соотношение массы водорода к массе других газов в смеси. В данном случае относительная плотность водорода равна 8,8, что означает, что масса водорода в смеси в 8,8 раз больше, чем суммарная масса других газов.

Для определения объёмных долей азота (N2) и водорода (H2) в газовой смеси, мы можем использовать соотношение между массами этих газов и их молярными массами, а также знание общего объёма газовой смеси.

Молярная масса азота равна приблизительно 28 г/моль, а молярная масса водорода равна приблизительно 2 г/моль.

Итак, пусть \(x\) - масса азота в газовой смеси, а \(y\) - масса водорода в газовой смеси. Тогда мы можем записать систему уравнений:

\[
\begin{align*}
x + y &= 8,8y \quad \text{(из относительной плотности)} \\
\frac{x}{28} + \frac{y}{2} &= V \quad \text{(из закона Дальтона)} \\
\end{align*}
\]

Где \(V\) - общий объём газовой смеси.

Можем преобразовать первое уравнение:

\[
x = 7,8y
\]

Подставим его во второе уравнение:

\[
\frac{7,8y}{28} + \frac{y}{2} = V
\]

Упростим это уравнение:

\[
\frac{7,8y + 14y}{28} = V
\]

\[
\frac{21,8y}{28} = V
\]

Теперь мы можем выразить массу водорода \(y\) через общий объём газовой смеси \(V\):

\[
y = \frac{28V}{21,8}
\]

Так как объёмные доли азота и водорода определяются отношением их масс к общей массе газовой смеси, можем записать:

\[
\text{Объёмная доля азота} = \frac{x}{x+y} \quad \text{и} \quad \text{Объёмная доля водорода} = \frac{y}{x+y}
\]

Теперь мы можем подставить выражение \(y\) и решить задачу для любого значения общего объёма газовой смеси \(V\). Например, если \(V = 1\) литр:

\[
\text{Объёмная доля азота} = \frac{7,8 \cdot 1}{7,8 + \frac{28 \cdot 1}{21,8}} \approx 0,165
\]

\[
\text{Объёмная доля водорода} = 1 - 0,165 \approx 0,835
\]

Таким образом, объёмная доля азота (N2) в газовой смеси составляет около 16,5%, а объёмная доля водорода (H2) составляет около 83,5%.