Какое массовое содержание водорода (% масс.) входит в состав метан-водородной смеси, которая содержит 95 % общей массы

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо выяснить массовое содержание водорода в метан-водородной смеси, зная, что она содержит 95% общей массы водорода.

Для начала, давайте посмотрим на атомную массу водорода и метана. Атомный вес водорода (H) составляет примерно 1 г/моль, а атомный вес углерода (C) составляет примерно 12 г/моль. Метан (CH4) состоит из одной молекулы углерода и четырех молекул водорода.

Чтобы вычислить мольное содержание водорода, мы можем сравнить массы водорода и метана в смеси, используя информацию о их атомных массах и процентном содержании в смеси.

1. Пусть "x" обозначает массовое содержание водорода в смеси (в %).
2. Массовое содержание метана в смеси будет равно (100 - x), так как мы знаем, что сумма массовых процентов компонентов должна быть равна 100%.
3. Количество молей водорода и метана можно рассчитать, разделив их массы на их атомные веса.

Масса водорода в смеси = (x/100) * масса смеси
Масса метана в смеси = ((100 - x)/100) * масса смеси

4. Далее, мы можем рассчитать количество молей водорода и метана с помощью следующей формулы:

Количество молей = масса / атомная масса

Количество молей водорода = (масса водорода в смеси) / атомная масса водорода
Количество молей метана = (масса метана в смеси) / атомная масса метана

5. Зная количество молей каждого компонента в смеси, мы можем рассчитать процентное содержание водорода в смеси:

Процентное содержание водорода = (количество молей водорода / (количество молей водорода + количество молей метана)) * 100

Теперь давайте приступим к решению задачи.

Пусть "М" обозначает общую массу смеси. Мы знаем, что смесь содержит 95% общей массы водорода. Поэтому, масса водорода в смеси будет равна 0,95 * М.

Масса метана в смеси будет равна (1 - 0,95) * М = 0,05 * М.

Теперь мы можем рассчитать количество молей водорода и метана, используя атомные массы:

Количество молей водорода = (0,95 * М) / 1 = 0,95 * М
Количество молей метана = (0,05 * М) / 16 = 0,003125 * М

И наконец, рассчитаем процентное содержание водорода в смеси:

Процентное содержание водорода = (0,95 * М / (0,95 * М + 0,003125 * М)) * 100

Упрощая формулу, получаем:

Процентное содержание водорода = (0,95 / (0,95 + 0,003125)) * 100

Произведя вычисления, мы получаем:

Процентное содержание водорода в метан-водородной смеси составляет примерно (99,68%)