дано:
Плотность смеси ρ = 1 г/см³ = 1000 кг/m³ (нормальные условия)
Молярные массы газов:
- Молярная масса аммиака (NH3) = 14 + 3 × 1 = 17 г/моль = 0,017 кг/моль
- Молярная масса азота (N2) = 14 × 2 = 28 г/моль = 0,028 кг/моль
- Молярная масса аргону (Ar) = 40 г/моль = 0,040 кг/моль
найти:
Какой из трех газов наверняка входит в состав смеси.
решение:
Чтобы определить, какой газ может входить в состав смеси с плотностью 1 г/см³, нужно рассмотреть, как плотность смеси зависит от молярной массы компонентов.
Согласно уравнению состояния идеального газа и формуле для плотности:
ρ = P * M / (R * T)
где:
P - давление (при нормальных условиях P ≈ 101325 Па),
M - молярная масса газа,
R - универсальная газовая постоянная (R ≈ 8,314 Дж/(моль·К)),
T - температура (при нормальных условиях T ≈ 273 K).
Мы можем выразить молярную массу M через плотность ρ при нормальных условиях:
M = ρ * R * T / P
Теперь подставим известные значения:
M = 1000 кг/m³ * 8,314 Дж/(моль·К) * 273 K / 101325 Па
M ≈ 22,4 кг/кмоль = 0,0224 кг/моль = 22,4 г/моль
Теперь сравним полученное значение с молярными массами газов:
- Молярная масса аммиака (NH3) = 17 г/моль
- Молярная масса азота (N2) = 28 г/моль
- Молярная масса аргону (Ar) = 40 г/моль
Из трех изучаемых газов, значение 22,4 г/моль находится между молярной массой аммиака и молярной массой азота. Это означает, что в смеси обязательно должен быть газ с молярной массой, близкой к 22,4 г/моль.
Так как только азот имеет большую молярную массу, то это значит, что в смесь точно входит аммиак, так как его молярная масса меньшая.
ответ:
В состав смеси с плотностью 1 г/см³ наверняка входит аммиак (NH3).