После проведения реакции между 10 л хлора и 5 л водорода, каков будет объем смеси газов в литрах? Объемы газов измерены

Хорошо! Давайте решим эту задачу.

Для начала, давайте рассмотрим данную реакцию, которая идёт между хлором (Cl₂) и водородом (H₂). Зная, что объёмы газов измерены при нормальных условиях, мы можем использовать закон Дальтона для нахождения общего объёма газов в смеси.

Закон Дальтона утверждает, что сумма парциальных давлений газов в смеси равна общему давлению этой смеси. Парциальное давление каждого газа определяется по формуле:

\[P_i = \frac{n_i}{V} \times R \times T\]

где:
- \(P_i\) - парциальное давление газа i,
- \(n_i\) - количество вещества газа i,
- \(V\) - объём газовой смеси,
- \(R\) - универсальная газовая постоянная,
- \(T\) - абсолютная температура.

Также мы должны знать количество вещества каждого газа, чтобы использовать формулу. Количество вещества можно вычислить по формуле:

\[n = \frac{V}{V_m}\]

где:
- \(n\) - количество вещества,
- \(V\) - объём газа,
- \(V_m\) - молярный объём при нормальных условиях, равный 22.4 л/моль.

Хлор и водород являются диатомными молекулами, поэтому количество вещества в каждом газе будет равно половине значения, полученного по формуле выше.

Таким образом, решим задачу:

Дано:
- Объём хлора (Cl₂) = 10 л
- Объём водорода (H₂) = 5 л

Сначала найдём количество вещества каждого газа:

Для хлора (Cl₂):
\[n_{Cl₂} = \frac{10}{22.4} = 0.446\ моль\]

Для водорода (H₂):
\[n_{H₂} = \frac{5}{22.4} = 0.223\ моль\]

Зная количество вещества обоих газов, мы можем использовать закон Дальтона для нахождения общего объёма смеси:

\[P_{Cl₂} + P_{H₂} = P_{total}\]

Парциальное давление каждого газа можно рассчитать следующим образом:

\[P_{Cl₂} = \frac{n_{Cl₂}}{V} \times R \times T\]
\[P_{H₂} = \frac{n_{H₂}}{V} \times R \times T\]

Таким образом, решим задачу:

Дано:
- Объём хлора (Cl₂) = 10 л
- Объём водорода (H₂) = 5 л
- \(R\) = 0.0821 л·атм/(моль·К) (универсальная газовая постоянная)
- \(T\) = 273 К (абсолютная температура при нормальных условиях)

1. Вычисляем количество вещества каждого газа:
- \(n_{Cl₂} = \frac{10}{22.4} = 0.446\) моль
- \(n_{H₂} = \frac{5}{22.4} = 0.223\) моль

2. Рассчитываем парциальное давление каждого газа:
- \(P_{Cl₂} = \frac{0.446}{15} \times 0.0821 \times 273 = 0.556\) атм
- \(P_{H₂} = \frac{0.223}{15} \times 0.0821 \times 273 = 0.279\) атм

3. Суммируем парциальные давления:
- \(P_{total} = P_{Cl₂} + P_{H₂} = 0.556 + 0.279 = 0.835\) атм

Итак, после проведения реакции между 10 л хлора и 5 л водорода, объём смеси газов составит 15 литров при нормальных условиях.