К40 л смеси, состоящей из азота и аммиака, добавили 20 л хлороводорода, после чего плотность газовой смеси по воздуху стала равной 0,871. вычислите объёмные доли газов в исходной смеси
1) С HCl будет реаг-ть только NH3 по р-ии: NH3 + HCl = NH4Cl (считаем, что NH4Cl образ-ся в тв. агрегатном состоянии и не входит в состав кон-й газовой смеси);
2) в кон-й газовой смеси т.о. находится N2 и либо изб. NH3 либо HCl, проверка: 1 вар-т - в смеси N2+изб. NH3: в смеси х моль N2 (М = 28 г/моль) массой 28*х г и у моль NH3 (М = 17 г/моль) массой 17*у г, тогда 28*х+17*у/(х+у) = 29*0.871 (1), откуда х = 3.0146*у, (у = 1 моль, х = 3.0146 моль, либо х = 1 моль, у = 0.3317 моль) - и х и у прин-т значения>0, значит этот вар-т правильный;
2 вар-т - в смеси N2+изб. HCl: в смеси х моль N2 (М = 28 г/моль) массой 28*х г и у моль HCl (М = 36.5 г/моль) массой 36.5*у г, тогда 28*х+36.5*у/(х+у) = 29*0.871, откуда x = -4.102*y - в данном случае, либо х либо у будет меньше 0, т.е. примет недопустимое значение;
в принципе можно было сделать подобный выбор лишь на основании D возд. = 0.871 (это меньше D возд. для N2 - для смеси N2 с более тяжелым чем воздух газом (HCl в данном случае) при любом V соот-ии N2 и этого газа D возд. была бы больше 0.871);
3) в исх-й смеси сумм-м кол-м в-ва = 40/22.4 = 1.7857 моль сод-ся z моль N2 массой 28*z г и 1.7857-z моль NH3;
4) в р-ию с 20/22.4 = 0.893 моль HCl вст-т 0.893 моль NH3;
5) в соот-ии с условием пол-м равенство 28*z+17*(1.7857-z-0.893)/(z+1.7857-z-0.893) = 29*0.871, откуда z = 0.67 моль, а 1.7857-z = 1.1157 моль;
6) объемная доля N2 = 0.67/1.7857 = 0.3752 или 37.52%, объемная доля NH3 = 1.1157/1.7857 = 0.6248 или 62.48%.
2) в кон-й газовой смеси т.о. находится N2 и либо изб. NH3 либо HCl, проверка:
1 вар-т - в смеси N2+изб. NH3:
в смеси х моль N2 (М = 28 г/моль) массой 28*х г и у моль NH3 (М = 17 г/моль) массой 17*у г, тогда 28*х+17*у/(х+у) = 29*0.871 (1), откуда х = 3.0146*у, (у = 1 моль, х = 3.0146 моль, либо х = 1 моль, у = 0.3317 моль) - и х и у прин-т значения>0, значит этот вар-т правильный;
2 вар-т - в смеси N2+изб. HCl:
в смеси х моль N2 (М = 28 г/моль) массой 28*х г и у моль HCl (М = 36.5 г/моль) массой 36.5*у г, тогда 28*х+36.5*у/(х+у) = 29*0.871, откуда x = -4.102*y - в данном случае, либо х либо у будет меньше 0, т.е. примет недопустимое значение;
в принципе можно было сделать подобный выбор лишь на основании D возд. = 0.871 (это меньше D возд. для N2 - для смеси N2 с более тяжелым чем воздух газом (HCl в данном случае) при любом V соот-ии N2 и этого газа D возд. была бы больше 0.871);
3) в исх-й смеси сумм-м кол-м в-ва = 40/22.4 = 1.7857 моль сод-ся z моль N2 массой 28*z г и 1.7857-z моль NH3;
4) в р-ию с 20/22.4 = 0.893 моль HCl вст-т 0.893 моль NH3;
5) в соот-ии с условием пол-м равенство 28*z+17*(1.7857-z-0.893)/(z+1.7857-z-0.893) = 29*0.871, откуда z = 0.67 моль, а 1.7857-z = 1.1157 моль;
6) объемная доля N2 = 0.67/1.7857 = 0.3752 или 37.52%, объемная доля NH3 = 1.1157/1.7857 = 0.6248 или 62.48%.