Вопрос школьника
Плотность по водороду пропан-бутановой смеси равна 23,5. Чему равен состав смеси (% объемн.) пропана и бутана?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо знать плотности пропана и бутана, а также их молярные массы.
Плотность пропана при нормальных условиях (температура 0°C, давление 1 атм) равна 1,88 г/л, а молярная масса — 44,1 г/моль.
Плотность бутана при нормальных условиях равна 2,48 г/л, а молярная масса — 58,1 г/моль.
Для расчета состава смеси необходимо воспользоваться законом Дальтона, который гласит, что суммарное давление газов в смеси равно сумме парциальных давлений каждого газа.
Пусть x — объемная доля пропана в смеси, тогда (1-x) — объемная доля бутана.
Парциальное давление пропана можно выразить через его объемную долю и общее давление смеси:
P1 = x * P
Аналогично, парциальное давление бутана:
P2 = (1-x) * P
Где P — общее давление смеси.
Также известно, что плотность смеси равна 23,5 г/л.
Плотность смеси можно выразить через плотности пропана и бутана:
p = x * p1 + (1-x) * p2
где p1 и p2 — плотности пропана и бутана соответственно.
Подставляя значения, получаем:
23,5 = x * 1,88 + (1-x) * 2,48
Решая уравнение, получаем:
x = 0,4
Таким образом, объемная доля пропана в смеси составляет 40%, а объемная доля бутана — 60%.
