Главная Вход в систему Регистрация
Задать вопрос Консультации Пользователи Форум
О системе Помощь
Задать вопрос экспертам
Консультация № 196639
10.10.2019, 15:08
0.00 руб.
0 3 1
Образование
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:

Смесь газов, содержащая 524 г ксенона, 16 г гелия и 71 г молекулярного хлора (Cl2), находится в баллоне объёмом 50 л. Температура смеси 22 C. . Найдите парциальные давления газов, а также давление,
плотность и молярную массу смеси газов.

Обсуждение

давно
Гордиенко Андрей Владимирович
Мастер-Эксперт
17387
18345
13.10.2019, 14:21
общий
Извините меня за беспокойство! Пожалуйста, продлите срок действия консультации на пять суток.
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Лысков Игорь Витальевич
Посетитель
7438
7205
14.10.2019, 10:59
общий
Адресаты:
Об авторе:
"Если вы заметили, что вы на стороне большинства, —
это верный признак того, что пора меняться." Марк Твен
давно
Гордиенко Андрей Владимирович
Мастер-Эксперт
17387
18345
14.10.2019, 13:11
общий
это ответ
Здравствуйте, irinasoboleva76!

Дано: V=50*10-3 м3 -- объём баллона; m1=0,524 кг -- масса ксенона, содержащегося в баллоне; m2=0,016 кг -- масса гелия, содержащегося в баллоне; m3=0,071 кг -- масса молекулярного хлора, содержащегося в баллоне; T=295 К -- абсолютная температура смеси газов в баллоне.

Определить: p1, p2, p3 -- парциальные давления соответственно ксенона, гелия и молекулярного хлора в баллоне; [$961$] -- плотность смеси газов в баллоне; M -- молярную массу смеси газов в баллоне.

Решение

Согласно справочнику [1, с. 75, 61, 111], молярные массы соответственно ксенона, гелия и молекулярного хлора составляют M1[$8776$]0,131 кг/моль, M2[$8776$]0,004 кг/моль, M3[$8776$]0,071 кг/моль. Учитывая, что после смешения газы занимают одинаковый объём V и имеют одну и ту же температуру T, согласно уравнению Клапейрона -- Менделеева [2, с. 147], получим
p1=(m1/M1)RT=(0,524/0,131)*8,31*295[$8776$] 9,81*103 (Па)=9,81 кПа;

p2=(m2/M2)RT=(0,016/0,004)*8,31*295[$8776$] 9,81*103 (Па)=9,81 кПа;

p3=(m3/M3)RT=(0,071/0,071)*8,31*295[$8776$] 2,45*103 (Па)=2,45 кПа.

(здесь R[$8776$]8,31 Дж/(моль*К) -- универсальная газовая постоянная).

Плотность смеси газов составляет [$961$]=m/V=(m1+m2+m3)/V=(0,524+0,016+0,071)/(50*10-3)[$8776$]12,2 (кг/м3)
(здесь m=m1+m2+m3 -- масса смеси газов).

Согласно закону Дальтона [2, с. 144], давление p смеси газов равно сумме парциальных давлений каждого из газов, то есть
p=((m1+m2+m3)/M)RT/V=p1+p2+p3=(m1/M1)RT/V+(m2/M2)RT/V+(m3/M3)RT/V=(m1/M1+m2/M2+m3/M3)RT/V,

(m1+m2+m3)/M=m1/M1+m2/M2+m3/M3,

откуда молярная масса смеси составляет
M=(m1+m2+m3)/(m1/M1+m2/M2+m3/M3)=

=(0,524+0,016+0,071)/(0,524/0,131+0,016/0,004+0,071/0,071)=0,611/9=0,067(8)[$8776$]0,0679 (кг/моль)=67,9 г/моль.


Ответ: 9,81 кПа, 9,81 кПа и 2,45 кПа соответственно для ксенона, гелия и хлора; 12,2 кг/м3; 67,9 г/моль.

Литература
1. Рабинович В. А., Хавин З. Я. Краткий химический справочник. -- Ленинград: Химия, 1978. -- 392 с.
2. Аксенович Л. А., Ракина Н. Н., Фарино К. С. Физика в средней школе. -- Минск: Адукацыя i выхаванне, 2004. -- 720 с.
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа