К смеси, состоящей из 17.93 дм3 водорода и 11.2 дм3 метана (н. у.), добавили углекислый газ. Относительная плотность газовой смеси по гелию при этом возросла на 80%. Определите объем (н. у.) добавленного углекислого газа.

1 дм³ = 1 л

17,93 л. + 11,2 л. = 29,13 л.

n (H₂) = V/Vm = 17,93 л./22,4 л/моль = 0,8 моль

n (CH₄) = V/Vm = 11,2 л./22,4 л/моль = 0,5 моль

m (H₂) = n*M = 2 г/моль * 0,8 моль = 1,6 г.

m (CH₄) = n*M = 16 г/моль * 0,5 моль = 8 г.

m (смеси) = 1,6 г. + 8 г. = 9,6 г.

ω (H₂) = m (в-ва) / m (смеси) = 1,6 г/9,6 г. = 0,167

ω (СH₄) = m (в-ва) / m (смеси) = 8 г/9,6 г. = 0,837

M (смеси) = 2*0,167 + 16*0,837 = 0,334 г. + 13,392 г. = 13,7. г/моль

D₁ (He) = 13,7 г/моль: 4 г/моль = 3,425

D₂ (He) = 3,425*0,8 + 3,425 = 6,165

М₂ (смеси) = 4 г/моль * 6,165 = 24,66 г/моль

М₂ (смеси) = ω*М (H₂) + ω (CH₄) * M + ω (CO₂) * M

подставляем значения:

24,66 = 2*0,167 + 16*0,837 + 44 х = 0,334 + 13,392 + 44 х

24,66 = 13,7 + 44 х

44 х = 10,96

х = 0,25% или 25%

тогда:

75% - - 9,6 г.

25% - - х г.

х = 25*9,6/75 = 3,2 г. - - масса углекислого газа

n (CO₂) = m/M = 3,2 г/44 г/моль = 0,073 моль

V (CO₂) = n*Vm = 0,073*22,4 л/моль = 1,63 л.