Вычислить объемные доли газов в смеси HCl и HBr,при пропускании которой через воду образуется раствор с равными массовыми

Существует три вида агрегатного состояния простых веществ:

• твердое;
• жидкое;
• газообразное.

Поговорим  о газах. Согласно закону, сформулированному итальянским ученым А. Авогадро: «В равных объемах различных газов, при одинаковых температуре и давлении, содержится одинаковое число молекул».

Следствия закона Авогадро

Первое следствие: \"одинаковое число молекул различных газов, при одинаковых условиях, занимает одинаковый объем\".

Второе следствие: \"грамм – молекулы различных газов, при одинаковых условиях, занимают одинаковый объем\". Этот объем можно вычислить, если известна масса 1 л газа. Например, масса 1 л водорода, при нормальных условиях, равна 0,09 г. Исходя из таблицы Д.И. Менделеева, масса грамм – молекулы водорода Н₂ равна: 2*A_r(H) = 2*1,008 = 2,016. Следовательно, объем, занимаемый 1 л водорода будет равен: M_r(H₂)/m(1 л Н₂) = 2,016/0,09 = 22,4 л.

Объем 22,4 л называется молярным объемом газа. При нормальных условиях, 1 л любого газа занимает именно этот объем. Поэтому пишут: 1 моль газа = 22,4 л.

Решение задания

Найдем молекулярные массы газов HCl и HBr:

• M_r(HCl) = 1,008 + 35,45≈36,5 г/моль;
• M_r(HBr) = 1,008 + 79,909≈81 г/моль;

Согласно закону Авогадро, масса одного и того же объема газа тем больше, чем больше масса его молекул. Следовательно, если в равных объемах газов, при одинаковых условиях, содержится одинаковое число молекул, то очевидно, что отношение масс равных объемов газов будет равно отношению их молекулярных масс: V_(HBr)/ V_(HCl) = M_r(HBr)/ M_r(HCl) = 81: 36,5 = 2,22.

Исходя из расчетов, можно сделать вывод о том, что: хотя массовые доли галогеноводородов, указанных в условии задания и равны, однако каждая молекула газа бромоводорода тяжелее в 2,22 раза, чем молекула хлороводорода.

Следовательно, при равных объемах этих газов, объемная доля молекул газа бромоводорода, будет меньше в 2,22 раза, чем объемная доля молекул более легкого газа, хлороводорода. Значит, молекул HBr в смеси газов будет в 2,22 раза меньше, чем молекул HCl, поскольку первые тяжелее вторых.

Так как по условию задачи массовые доли кислот HCl и HBr равны, то равны и массы газов HCl и HBr в смеси. Допустим, что масса каждого газа = 100 г, тогда:Mr (HCL) = 1 + 35,5 = 36,5;Mr (HBr) = 1 + 80 = 81;V (HCl) = m / M * 22,4 = 100 / 36,5 * 22,4 = 61,37 л;V (HBr) = 100 / 81 * 22,4 = 27,65 л;V (смеси) = 61,37 + 27,65 = 89,02 л;φ (НCl) = 61,37 / 89,02 * 100 = 69%;φ (НВг) = 27,65 / 89,02 *100 = 31%.