Question

К смеси, состоящей из 17.93 дм3 водорода и 11.2 дм3 метана (н.у.), добавили углекислый газ. Относительная плотность газовой смеси по гелию при этом возросла на 80%. Определите объем (н.у.) добавленного углекислого газа.

Answer 1

1дм³ = 1л
17,93л. + 11,2 л. = 29,13 л.
n(H₂) = V/Vm = 17,93 л./22,4л/моль = 0,8 моль
n(CH₄) =  V/Vm = 11,2л./22,4л/моль = 0,5 моль
m(H₂) = n*M = 2г/моль* 0,8 моль = 1,6г.
m(CH₄) =  n*M = 16г/моль* 0,5 моль = 8г.
m(смеси) = 1,6г. + 8г. = 9,6 г. 
ω(H₂) = m(в-ва)/m(смеси) = 1,6г/9,6 г. = 0,167
ω(СH₄) = m(в-ва)/m(смеси) = 8г/9,6 г. = 0,837
M(смеси) = 2*0,167 + 16*0,837 = 0,334 г. + 13,392 г. = 13,7.г/моль
D₁(He) = 13,7г/моль : 4г/моль = 3,425
D₂(He) = 3,425*0,8 + 3,425 = 6,165 
М₂(смеси) = 4г/моль *6,165 = 24,66 г/моль
М₂(смеси) = ω*М(H₂) + ω(CH₄)*M + ω(CO₂)*M
подставляем значения:
24,66 = 2*0,167 + 16*0,837 + 44х = 0,334  + 13,392  +44х
24,66 = 13,7 + 44х
44х = 10,96
х = 0,25% или 25%
тогда:
75%-- 9,6г.
25% -- х г.
х = 25*9,6/75 = 3,2 г. -- масса углекислого газа
n(CO₂) = m/M = 3,2г/44г/моль = 0,073 моль
V(CO₂) = n*Vm = 0,073*22,4л/моль = 1,63 л.