Дано:
Масса сплава серебра с алюминием: 15 г
Объем выделившегося водорода: 13 мл
Температура: 57ºC (330K)
Давление: 15×10^5 Па
Найти:
Состав сплава в массовых и мольных долях.
Решение с расчетом:
1. Рассчитаем количество вещества выделившегося водорода по уравнению состояния газа:
n = PV / RT, где P - давление, V - объем, R - газовая постоянная, T - температура
Переведем температуру в Кельвины: T = 57ºC + 273 = 330K
n = 15×10^5 Па * 13 мл / (8,31 Дж/(моль*К) * 330K) ≈ 6,4 моль
2. Найдем количество вещества серебра и алюминия в сплаве.
Обозначим массу серебра как m_Ag и алюминия как m_Al.
Уравнение реакции: 3Ag + 4NaOH + 3H2O -> 3AgOH + 4NaAlO2 + 3H2
Мольное соотношение серебра и водорода 3:3, следовательно, моль серебра равен молю водорода, то есть n(Ag) = 6,4 моль.
Тогда моль алюминия будет равен разности молей сплава и серебра: n(Al) = 15 г / 27 г/моль - 6,4 моль ≈ 11,6 моль
3. Найдем массовые доли серебра и алюминия в сплаве:
Массовая доля серебра: w_Ag = m_Ag / m_сплава * 100%, где m_сплава - масса сплава
Массовая доля алюминия: w_Al = m_Al / m_сплава * 100%
w_Ag = 40%
w_Al = 60%
4. Найдем мольные доли серебра и алюминия в сплаве:
x_Ag = n_Ag / n_сплава, где n_сплава - общее количество вещества в сплаве
x_Al = n_Al / n_сплава
x_Ag ≈ 0,35
x_Al ≈ 0,65
Ответ:
Состав сплава в массовых долях: серебро - 40%, алюминий - 60%
Состав сплава в мольных долях: серебро - 35%, алюминий - 65%