Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Kémia gázelegyes feladat

1033
Valaki tudna segíteni?

Egy hidrogén-oxigén gázelegyet felrobbantottunk, majd a lecsapódó víz eltávolítása után, az eredeti hőmérséklet és nyomás visszaállítása után megvizsgáltuk a gáz sűrűségét. A mérések szerint a maradék gáz sűrűségénél 4,30-szor nagyobb volt a kiindulási elegy sűrűsége.
1. mi a kiindulási anyag térfogatszázalékos összetétele?
2. hány %-a a maradék gáz a kiindulási gázelegy térfogatának?

Előre is köszönöm.
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Középiskola / Kémia

Válaszok

1
Volt `x` mol `H_2` és `y` mol `O_2`
Amikor felrobbant, akkor elégett a hidrogén vízzé:
`2H_2+O_2=2H_2O`
Vagyis 2 mol `H_2` égett el 1 mol `O_2`-ben.
A vizet kidobtuk. Ami gáz maradt, az vagy hidrogén, vagy oxigén, attól függ, miből volt több.

Az elején nagyobb a sűrűség, mint a végén (4,3-szer). Mit lehet ebből kihozni?
Sűrűség: tömeg osztva térfogattal.
Mit tudunk a térfogatról?

Az eredeti hőmérséklet és nyomás visszaállt. Ez azt jelenti, hogy 1 mol gáz térfogata ugyanannyi lett a végén, mint eredetileg volt, ugyanis tudjuk, hogy mindegy, milyen gázról van szó, azonos körülmények (hőmérséklet és nyomás) mellett minden gázból 1-1 molnak ugyanakkora a térfogata.

Mivel a gáz egy része elreagálódott, jóval kevesebb molnyi maradt, ugyanígy a térfogat is jóval kevesebb lett a végén, mint eredetileg volt.

Ha veszünk azonos térfogatot, vagyis ugyanannyi molt (ugyanannyi darab molekulát) az elején és a végén, akkor a nagyobb sűrűség azt jelenti, hogy a térfogatban (molban) az elején nagyobb tömeg van, mint a végén.

Vagyis 1 mol `H_2-O_2` keverék tömege nagyobb, mint a végén 1 mol nem tudjuk, mi (vagyis vagy `H_2`, vagy `O_2`) tömege.

Mit jelent 1 mol keverék? Azt jelenti, hogy van benn 6·10²³ darab molekula, aminek egy része hidrogén, másik része oxigén. Ha a keverék összetétele `x` mol `H_2` és `y` mol `O_2`, ugyanilyen arányban vannak 1 molon belül is a molekulák. 1 mol keverék tömege az összetevők moláris tömegeinek a súlyozott átlaga. Az a `H_2` és az `O_2` moláris tömege között van valahol (`x` és `y` arányában). Vagyis több, mint a `H_2` moláris tömege, de kevesebb, mint az `O_2` moláris tömege.
Pontosan is ki tudjuk számolni a keverék átagos moláris tömegét:
`M_(H_2)=2 g/"mol"`
`M_(O_2)=32 g/"mol"`
`M_"keverék"=(x·2+y·32)/(x+y) g/"mol"`

Ha eredetileg nagyobb volt 1 mol tömege, mint a végén, az csak úgy lehet, hogy a végén hidrogén maradt. Vagyis hidrogén-többlet volt eredetileg.

Ez fontos következtetés, és nem egyszerű belegondolni. Szerintem olvasd most végig még egyszer a második bekezdéstől kezdve idáig, hogy tiszta legyen.

`y` mol oxigén `2y` mol hidrogént tud elégetni. Kiderült, hogy hidrogén-többlet van, ezért:
`x > 2y`

A végén hidrogén maradt, 1 mol hidrogén tömegénél (2 grammnál) 4,3-szer nagyobb az elején a keverék 1 moljának az (átlagos) tömege:
`2·"4,3"=(x·2+y·32)/(x+y)`
`"8,6"x+"8,6"y=2x+32y`
`"6,6"x="23,4"y`
`x=(39)/(11) y`

1. mi a kiindulási anyag térfogatszázalékos összetétele?
A térfogatszázalék ugyanannyi, mint a molszázalék, mert mindegy, milyen gázról van szó, 1-1 molnak ugyanakkora a térfogata is.
Volt eredetileg `x` és `y` mol, ezzel arányos térfogatokban. A hidrogén térfogatszázaléka ennyi:
`x/(x+y)·100%=((39)/(11) y)/((39)/(11) y+y)·100%=(39)/(39+11)·100%=78%`
Az oxigén térfogatszázaléka pedig a maradék `22%`

2. hány %-a a maradék gáz a kiindulási gázelegy térfogatának?
Kezdetben volt `x+y` mol gáz, ami azzal arányos térfogat.
Elreagált az összes `y` mol oxigén, és ennek a duplája, vagyis `2y` mol hidrogén, maradt tehát:
`(x+y)-(y+2y)` mol = `x-2y` mol
Kezdetben `x+y=(39)/(11) y+y=(50)/(11) y` mol (ezzel arányos térfogat)
A végén `x-2y=(39)/(11) y-2y=(17)/(11) y` mol (ezzel arányos térfogat)
A térfogatok százalékos aránya:
`((17)/(11) y)/((50)/(11) y)·100%=(17)/(50)·100%=34%`
0