Задачи

В каком объемном соотношении необходимо смешать водород и углекислый газ, чтобы получить газовую смесь по плотности равную воздуху.

В каком объемном соотношении необходимо смешать водород и углекислый газ, чтобы получить газовую смесь по плотности равную воздуху.

Решение:

Вариант 1. Квадрат Пирса (правило креста). По закону Авогадро, равные количества газов занимают равные объемы. Следовательно, если молярные массы газов равны, значит, равны и их плотности. Поэтому, нужно смешать водород и углекислый газ так, чтобы средняя молярная масса полученной газовой смеси была равна молярной массе воздуха (29 г/моль). Определив молярные массы H2 и СO2, зная среднюю молярную массу воздуха, расставим их в виде треугольника:

H2 2

воздух 29

СO2 44

Найдем разницу в числах по диагонали 2-29 = -27; 44 — 29=15. Отбросив минус, проставим их, в соответствии с диагональю, по которой они были определены 27 — напротив CO2; 15 — напротив H2:

H2 2 15

воздух 29

CO2 44 27

Соотношение 15:27 и будет ответом.

Вариант 2. Введем два неизвестных. Примем количество одного компонента за x, а второго — за y.

Воспользуемся формулой n=m/M и, преобразовав, получим:

Mсм = mсм/nсм.

Помня, что m = m(H2) + m(CO2), а nсм = n(H2) + n(CO2) получим:

29 = (2х + 44y)/(x + y).

Упростив, получим, что 27х=15y.

Полученное соотношение говорит о том что, водород с углекислым газом необходимо смешать в молярном (объемном) соотношении 27:15, что подтверждает ответ, полученный при решении по первому варианту.

Ответ: Углекислый газ и водород необходимо смешать в объемном соотношении 15:27.

Пермь Питер Пятигорск