Если молярная масса смеси кислорода и гелия составляет 15,2 г/моль, каково массовое соотношение этих газов?
Химия 11 класс Газовые законы и молярная масса газов
Для решения этой задачи нам нужно использовать формулу для вычисления молярной массы смеси газов. Молярная масса смеси определяется как средневзвешенная молярная масса компонентов смеси, взвешенная по их молярным долям.
Давайте обозначим:
Предположим, что в смеси содержится x моль кислорода и y моль гелия. Тогда общее количество моль смеси будет равно:
x + y.
Теперь можем записать уравнение для молярной массы смеси:
Mсмеси = (x * MO2 + y * MHe) / (x + y).
Подставим известные значения:
15,2 = (x * 32 + y * 4) / (x + y).
Теперь умножим обе стороны на (x + y):
15,2 * (x + y) = x * 32 + y * 4.
Распределим 15,2:
15,2x + 15,2y = 32x + 4y.
Теперь соберем все x и y в одну сторону:
15,2y - 4y = 32x - 15,2x.
Это упростится до:
11,2y = 16,8x.
Теперь можем выразить соотношение x:y:
y/x = 16,8/11,2.
Упростим это соотношение:
y/x = 16,8 / 11,2 = 1,5.
Теперь переведем это соотношение в целые числа. Умножив обе части на 2, получим:
y:x = 3:2.
Это значит, что для каждого 2 моль кислорода (O2) в смеси, 3 моль гелия (He). Теперь найдем массовое соотношение:
Масса O2 = 2 моль * 32 г/моль = 64 г.
Масса He = 3 моль * 4 г/моль = 12 г.
Теперь найдем массовое соотношение:
64:12, что можно упростить до 16:3.
Ответ: B) 16:3.