8. Смешали 10 м^3 азота и 20 м^3 водорода (н. у.). Определите относительную плотность по водороду образовавшейся смеси.

Дано:

$V(\ce{N2})=10\,м^3=10^3\,дм^3;$

$V(\ce{H2})=20\,м^3=2\cdot 10^3\,дм^3;$

$V_\ce{m}=22.4\,дм^3/моль.$

Найти:

$D_\ce{H2}(смеси)-?$

Решение:

Для нахождения относительной плотности необходимо вычислить молярные массы водорода и смеси, а для этого нужно вычислить количество веществ:

$n(\ce{N2})=\dfrac{V(\ce{N2})}{V_\ce{m}}=\dfrac{10^3}{22.4}=446.4\,моль;$

$n(\ce{H2})=\dfrac{V(\ce{H2})}{V_\ce{m}}=\dfrac{2 \cdot 10^3}{22.4}=892.9\,моль.$

Также найдём массы двух газов:

$m(\ce{N2})=n(\ce{N2})\cdot M(\ce{N2})=446.4\cdot 28=12500\,г;$

$m(\ce{H2})=n(\ce{H2})\cdot M(\ce{H2})=892.9 \cdot 2 \cdot 28=1786\,г.$

Тогда масса смеси будет равна:

$m(смеси)=m(\ce{N2})+m(\ce{H2})=12500+1786=14 286\,г.$

Молярная масса смеси:

$M(смеси)=\dfrac{m(смеси)}{n(\ce{N2})+n(\ce{H2})}=\dfrac{14286\,г}{446.4 + 892.9}=10.7\,г/моль.$

Тогда относительная плотность по водороду образовавшейся смеси будет равна:

$D_\ce{H2}(смеси)=\dfrac{M(смеси)}{M(\ce{H2})}=\dfrac{10.7}{2}=5.35.$

Ответ: $5.35.$