Какие объемные доли веществ присутствуют в полученной газовой смеси, состоящей из этена, этана и водорода, пропущенной

Какие объемные доли веществ присутствуют в полученной газовой смеси, состоящей из этена, этана и водорода, пропущенной над нагретым никелевым катализатором, если относительная плотность по отношению к водороду равна 4,23, а газовая смесь начально имела относительную плотность по водороду 3,6?
Золотой_Рай

Золотой_Рай

Для решения этой задачи нам необходимо использовать понятие "относительной плотности" и закон Дальтона об объемных долях газов в смеси.

Дано, что относительная плотность газовой смеси по отношению к водороду равна 4,23, а начальная относительная плотность по водороду составляет 3,6.

По определению, относительная плотность равна отношению плотности газовой смеси к плотности водорода. Из этого следует, что плотность газовой смеси в 4.23 раза больше плотности водорода.

Поскольку газовая смесь состоит из этена, этана и водорода, мы можем предположить, что каждый газ вносит свой вклад в общую плотность газовой смеси. Пусть объемные доли этих газов в смеси составляют \(x\), \(y\) и \(z\) соответственно.

Тогда плотность газовой смеси можно выразить следующим образом:

\[
\text{{плотность газовой смеси}} = x \cdot \text{{плотность этена}} + y \cdot \text{{плотность этана}} + z \cdot \text{{плотность водорода}}
\]

Так как нам известно, что относительная плотность равна 4,23, получаем следующее равенство:

\[
4,23 = x \cdot \text{{плотность этена}} + y \cdot \text{{плотность этана}} + z \cdot \text{{плотность водорода}} \quad (1)
\]

Также, начальная относительная плотность газовой смеси по водороду равна 3,6. Записывая это условие, получаем:

\[
3,6 = x \cdot \text{{плотность этена}} + y \cdot \text{{плотность этана}} + z \cdot \text{{плотность водорода}} \quad (2)
\]

Теперь у нас есть система из двух уравнений (1) и (2), которую мы можем решить, чтобы найти объемные доли \(x\), \(y\) и \(z\).

Для этого найдем разность этих двух уравнений:

\[
4,23 - 3,6 = x \cdot \text{{плотность этена}} + y \cdot \text{{плотность этана}} + z \cdot \text{{плотность водорода}} - x \cdot \text{{плотность этена}} - y \cdot \text{{плотность этана}} - z \cdot \text{{плотность водорода}}
\]

\[
0,63 = (y - x) \cdot \text{{плотность этана}} + (z - x) \cdot \text{{плотность водорода}} \quad (3)
\]

Также из уравнений (1) и (2) можно выразить плотность этена и плотность этана:

\[
\text{{плотность этена}} = \frac{{4,23 - z \cdot \text{{плотность водорода}} - y \cdot \text{{плотность этана}}}}{{x}}
\]

\[
\text{{плотность этана}} = \frac{{4,23 - z \cdot \text{{плотность водорода}} - x \cdot \text{{плотность этена}}}}{{y}}
\]

Подставим эти значения в уравнение (3):

\[
0,63 = (y - x) \cdot \frac{{4,23 - z \cdot \text{{плотность водорода}} - x \cdot \text{{плотность этена}}}}{{y}} + (z - x) \cdot \text{{плотность водорода}}
\]

\[
0,63 = (y - x) \cdot \frac{{4,23 - z \cdot \text{{плотность водорода}} - x \cdot \left(\frac{{4,23 - z \cdot \text{{плотность водорода}} - y \cdot \text{{плотность этана}}}}{{x}}\right)}}{{y}} + (z - x) \cdot \text{{плотность водорода}}
\]

Далее, мы можем использовать аппроксимацию плотности газов воздуха и получить значения плотностей этена, этана и водорода. Здесь формулы получения плотностей даны в условиях задачи, и мы можем их использовать для дальнейших вычислений.

\[
\text{{плотность водорода}} = 0,09 \, \text{{г/л}}
\]

\[
\text{{плотность этана}} = 1,354 \, \text{{г/л}}
\]

\[
\text{{плотность этена}} = 2,507 \, \text{{г/л}}
\]

Теперь у нас есть уравнение с одной неизвестной \((z - x)\), которое мы можем решить. Подставим значения плотностей:

\[
0,63 = (y - x) \cdot \frac{{4,23 - 0,09 \cdot z - x \cdot 2,507}}{{y}} + (z - x) \cdot 0,09
\]

Решая это уравнение, мы найдем значения объемных долей \(x\), \(y\) и \(z\), которые являются искомыми ответами на задачу.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello