Как найти объемную долю озона

определите массовую и объемную долю кислорода в смеси.

Плотность смеси кислорода и озона по водороду равна 17. определите массовую и объемную долю кислорода в смеси.

Решение.

Запишем краткое условие за

D (смеси О2 и О3) = 17	Средняя молярная масса данной смеси газов:  (смеси) = D ∙ М (Н2)  (смеси) = 17 ∙ 2 = 34 (г/моль).
M (O2) = 32 г/моль M (О3) = 48 г/моль

дачи и дополнительные данные, необходимые для ее решения.

Пусть в смеси содержится х моль О₂ и у моль О₃. Соотношение между х и у можно найти через среднюю молярную массу:

; = 34 (г/моль),

Преобразуем полученное выражение:

32х + 48у = 34(х + у)

32х + 48у = 34х + 34у

48у – 34у = 34х – 32х

14у = 2х

х = 7у.

Таким образом, соотношение количеств кислорода и озона в смеси:

n (О₂) = 7 ∙ n (О₃)

По закону Авогадро объемы газов прямо пропорциональны их количествам, поэтому объемная доля газа в смеси всегда равна его мольной доле:

j (О₂) = = = ;

j (О₂) = = 0,875 (или 87,5%).

Найдем массовую долю кислорода в смеси:

m (O₂) = n (О₂) ∙ M (O₂); m (O₂) = 32∙х = 32 ∙ 7у = 224у;

m (O₃) = n (О₃) ∙ M (O₃); m (O₃) = 48у.

w (О₂) = = ;

w (О₂) = = 0,824 (или 82,4%).

Мы видим, что мольная, объемная и массовая доли вещества в смеси не зависит от общего количества смеси.

Ответ: объемная доля кислорода в смеси – 87,5%, массовая доля – 82,4%.

Решение задач по фото за 30 минут! Мы онлайн – кликай!

Здравствуйте, уважаемые читатели!

Среди разнообразия рассматриваемых в последнее время школьных расчетных задач по химии особого внимания заслуживают задачи на “озонирование”. Они скрывают в себе возможности как интересных химических поворотов, так и различных усложнений в расчетах. Сегодняшняя статья посвящена задачам, в которых получают или применяют озон. Причем, первые две задачи взяты из известного сборника ( Пузаков с соавт.). Третья задача составлена мною лично, с целью приблизить ее к современным реалиям ЕГЭ по химии.

Задача 1

Через озонатор пропустили кислород, полученный при разложении 122,5 г бертолетовой соли. При этом 5% кислорода превратилось в озон. Определите объемные доли компонентов в озонированном кислороде.

Решение

1. Химизм и стехиометрия разложения KClO3:

2KClO3=2KCl+3O2 (1)

n(KClO3)=122,5/122,5=1 моль

n1(O2)=1,5n(KClO3)=1,5 моль

2. Химизм и стехиометрия озонирования:

3О2=2О3 (2)

n2(O2)=0,05n1(O2)=0,05*1,5=0,075 моль

n2(O3)=(2/3)*n2(O2)=0,05 моль

n(O2)непрореаг.= n1(O2)-n2(O2)=1,5-0,075=1,425 моль

3. Состав озонированного кислорода:

озон O3- 0,05 моль

кислород О2 – 1,425 моль

W(O3)=0,05/(0,05+1,425)=0,034=3,4%

W(O2)=1,425/(0,05+1,425)=0,966=96,6%

Ответ: W(O3)= 3,4%

W(O2)= 96,6%

Задача 2

Через 50 г раствора, содержащего смесь пероксида водорода и хлорида кальция, пропустили избыток озона, в результате чего масса раствора уменьшилась на 1,6 г. После добавления к оставшемуся раствору 0,05 моль нитрата серебра образовалось 5,74 г осадка. Вычислите концентрации веществ в исходном растворе.

Решение

1. Химизм и стехиометрия взаимодействия озона с исходной смесью:

а)Н2О2+О3=2О2+Н2О (1)

СaCl2+O3=не реагирует.

б) уменьшение массы произошло за счет выделившегося газа (кислорода)

m(O2)=1,6 г, n(O2)=1,6/32=0,05 моль

т.к. озон в избытке, n(H2O2)=0,5n(O2)=0,025 моль

2. Химизм и стехиометрия взаимодействия нитрата серебра с оставшимся раствором:

a)СaCl2+2AgNO3=2AgCl +Ca(NO3)2

б)В осадке – AgCl, n(AgCl)=5,74/143,5=0,04 моль

n(CaCl2)=0,05n(AgCl)=0,02 моль

3. Т.о., характеристика исходного раствора:

n(H2O2)=0,025 моль

n(CaCl2)=0,02 моль

m(раствора)=50 г

W(H2O2)=0,025*34/50=0,017 =1,7%

W(CaCl2)=0,02*111/50=0,044 =4,4%

Ответ:W(H2O2)=1,7%

W(CaCl2)=4,4%

Задача 3

В озонаторе реакция синтеза озона из кислорода проходит с выходом 7,5%. Через склянку, содержащую 80 г насыщенного раствора иодида калия пропустили 43,68 л (н. у.) озонированного кислорода. Как при этом изменилась масса склянки? Растворимость иодида калия при 20 град С составляет 144 г на 100 г воды.

Решение.

1.Найдем состав озонированного кислорода:

а) Реакция в озонаторе:

3О2=2О3 (1)

Пусть n1(O3)=x моль, тогда n1(O2)=1,5х моль

б) согласно условию прореагировало только 7,5% исходного О2.

Найдем n непрореагировавшего О2:

n непрореагировавшего О2= n1(O2)*0,925/0,075=18,5х

в) В озонированный кислород входят образовавшийся озон и непрореагировавший кислород,

n озон. кислорода= 43,68/22,4= 1,95 моль

n озон. кислорода=n1(O3)+n непр. О2=х+18,5х=19,5х

откуда х=1,95/19,5=0,1 моль

т.о. n1(O3)=0,1 моль, n непр. О2=1,85 моль

2.Химизм и стехиометрия взаимодействия озонированного кислорода с насыщенным раствором иодида калия:

а) n(KI)=80*144/(244*166)=0,284 моль

б)2KI+O3+H2O=2KOH+O2+I2 (2)

n(KI)=0,284 моль, n(O3)=0,1 моль

O3- в недостатке.

m склянки после окончания реакции= 80+m(O3)-m(O2)=

=80+0,1*48-0,1*32=81,6 г

масса склянки увеличилась на 81,6-80=1,6 г

Ответ: увеличилась на 1, 6 г

Всего доброго!

Подробности

Категория: Общая химия