250мл водорода собраны над водой при 26’с и давление 98,7 кпа. давление насыщенного пара воды при этой температуре равно 3,4 кпа. вычислите объём водорода при н.у. и его массу

Чтобы решить эту задачу, нужно использовать закон Дальтона и формулу состояния идеального газа.

1. Закон Дальтона утверждает, что суммарное давление в смеси газов равно сумме давлений каждого отдельного газа. В данной задаче у нас есть два газа – водород и водяной пар.

2. Формула состояния идеального газа (уравнение Клапейрона) выглядит следующим образом:
PV = nRT,
где P – давление газа, V – объем газа, n – количество вещества (в молях), R – универсальная газовая постоянная, T – температура газа.

3. У нас есть данные о давлениях и температуре. Давление насыщенного пара воды при данной температуре равно 3,4 кПа. Поэтому давление водорода (98,7 кПа) состоит из давления водяного пара и давления водорода:
98,7 кПа = 3,4 кПа + P(водород).

4. Теперь нам нужно найти P(водород). Для этого вычтем давление водяного пара из общего давления:
P(водород) = 98,7 кПа - 3,4 кПа = 95,3 кПа.

5. Далее, используя уравнение Клапейрона, мы можем найти количество вещества водорода, выраженное в молях. У нас есть следующие данные: давление (95,3 кПа), объем (250 мл) и температура (26 °C). Обратите внимание, что объем нужно задать в литрах:
V = 250 мл = 0,25 л.

6. Также в уравнении необходимо использовать универсальную газовую постоянную R, значение которой равно 0,0821 л·атм/(моль·К).

7. Переведем температуру из °C в Кельвины:
T = 26 °C + 273,15 = 299,15 К.

8. Теперь мы можем записать уравнение и подставить все значения:
(P(водород) * V) = (n * R * T).

9. Найдем количество вещества водорода:
n = (P(водород) * V) / (R * T) = (95,3 кПа * 0,25 л) / (0,0821 л·атм/(моль·К) * 299,15 К) ≈ 1,96 моль.

10. Наконец, чтобы найти объем водорода при н.у. (нормальных условиях, т.е. при 0 °C температуры и 1 атм давления), мы можем использовать следующее соотношение: 1 моль газа при н.у. занимает 22,4 л объема.
Объем водорода при н.у. = (1,96 моль * 22,4 л/моль) ≈ 43,9 л.

11. Чтобы найти массу водорода, нужно знать его молярную массу. Молярная масса водорода (H₂) равна приблизительно 2 г/моль.
Масса водорода = (1,96 моль * 2 г/моль) ≈ 3,92 г.

Таким образом, объем водорода при н.у. составляет около 43,9 л, а его масса примерно 3,92 г.