Масса 1 л смеси CO и бутилена C₄H₈ при н. у. равна 2 г. Найдите объёмную долю бутилена в смеси.

Дано:

• Объём смеси: $V = 1$ л

• Масса смеси: $m = 2$ г

• Смесь состоит из угарного газа $CO$ и бутилена $C_4H_8$

• Условия нормальные (н. у.), поэтому молярный объём газа $V_m = 22{,}4$ л/моль

Найти: объёмную долю бутилена $\varphi(C_4H_8)$.

Решение

1. Найдём молярные массы газов.

Молярная масса угарного газа:

Молярная масса бутилена:

2. Определим среднюю молярную массу смеси.

При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает 22,4 л.

Средняя молярная масса смеси вычисляется по формуле:

Подставляем значения:

3. Найдём объёмную долю бутилена.

Обозначим объёмную долю бутилена через $x$. Тогда объёмная доля угарного газа будет равна $1-x$.

Для газовой смеси объёмные доли равны молярным долям, поэтому средняя молярная масса смеси определяется выражением:

Подставим известные значения:

Раскроем скобки:

4. Переведём долю в проценты.

Ответ:

Объёмная доля бутилена в смеси составляет 60%, а угарного газа — 40%.