Как решить: Газовую смесь, состоящую CO₂, CO и H₂ с плотностью DH1=15?

Для решения задачи по определению объема исходной газовой смеси и массы оставшейся газовой смеси, давайте шаг за шагом разберем принципиальные моменты.

Шаг 1: Определение молекулярных масс газов

При работе с газовыми смесями важно учитывать молекулярные массы компонентов:

- Молекулярная масса углекислого газа (CO₂) = 44 г/моль
- Молекулярная масса угарного газа (CO) = 28 г/моль
- Молекулярная масса водорода (H₂) = 2 г/моль

Шаг 2: Плотности газов

Плотности газов указаны относительно плотности водорода. Это означает, что:

1. Плотность смеси по водороду DH1 = 15 значит, плотность смеси (ρ₁) может быть рассчитана как:

  ρ₁ = DH1 * P_н.у. / R * T_н.у.

где P — стандартное давление, R — универсальная газовая постоянная, T — температура. Для простоты принимаем плотность водорода равной 0.09 г/л (при нормальных условиях).

2. Плотность смеси по водороду DH2 = 9 аналогично.

Шаг 3: Определение состава смеси и осадка

При прохождении газовой смеси через известковую воду CO₂ реагирует с известью, образуя осадок карбоната кальция (CaCO₃):

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ (осадок) + H₂O

Масса образованного осадка составляет 2.678 г. 

Теперь вычислим количество молей CO₂:

1. Надо найти молекулярную массу CaCO₃:

   М(CaCO₃) = M(Ca) + M(C) + 3*M(O) = 40 + 12 + 3*16 = 100 г/моль.

2. Затем, используя массу осадка, определим количество молей CO₂:

   n(CO₂) = m(CaCO₃) / M(CaCO₃) = 2.678 г / 100 г/моль = 0.02678 моль.

Шаг 4: Влияние на оставшуюся газовую смесь

При реакции удаляется CO₂. Нам нужно знать, сколько осталась смеси CO и H₂ после удаления CO₂. Общая формула для смеси CO и H₂ в аспекте их мольной доли относительно общего количества газов:

n(total) = n(CO) + n(H₂) + n(CO₂).

С учетом переносимости обывательской плотности по водороду имеем:

n(total) вы можете вычислить, взяв во внимание среднемассовую плотность смеси:

1. `D₁` = (n(CO) * 28 + n(H₂) * 2) / n(total) = 15.

2. Это же уравнение с другой плотностью:

   D₂ = (n(CO) * 28 + n(H₂) * 2) / (n(total) - n(CO₂)) = 9.

Шаг 5: Определение объемов газов

Объем исходной газовой смеси в нормальных условиях вычисляется по уравнению идеального газа:

V = n*R*T/P, где R = 0.08206 Л*атм/(моль*K), T = 273 K, P = 1 атм.

Имеем:

V₁ = n(total) * R * T / P.

Шаг 6: Масса оставшейся смеси

Используя новую плотность, можно найти массу оставшейся смеси:

m(оставшаяся) = D₂ * V.

Теперь подставив известные значения, производим расчеты и можем получить требуемые объемы и массы в граммах, округленные до одной десятичной.

Финальные расчеты:

- Объем исходной газовой смеси: 

\ V₁ = n(total) * R * 273 / 1 \


- Масса оставшейся смеси:

\ m(оставшаяся) = D₂ * V \

Подставив известные переменные и проведя вычисления, вы получите искомые значения. Не забудьте округлить до одной десятичной цифры!

Если у вас будут дополнительные вопросы или нужна помощь в конкретных расчетах, не стесняйтесь обращаться!