с химией❤️ 1 задача – При полном сжигании смеси метана и этана общей массой 85 г образовалась вода массой 171 г. Определите состав исходной смеси в процентах по массе
2 задача – При обработке смеси гидрокарбоната калия и карбоната кальция избытком соляной кислоты выделилось 30,8 г углекислого газа​. Определите массу смеси​

1 задача:

Дано: метан (CH4) и этан (C2H6) смешаны и сожжены. Масса смеси - 85 г, масса воды - 171 г.

Нам нужно определить состав исходной смеси в процентах.

Шаг 1: Найдем молекулярные массы метана и этана.
Молекулярная масса метана (CH4) = (1 x молярная масса углерода) + (4 x молярная масса водорода)
= (1 x 12.01 г/моль) + (4 x 1.01 г/моль) = 16.05 г/моль

Молекулярная масса этана (C2H6) = (2 x молярная масса углерода) + (6 x молярная масса водорода)
= (2 x 12.01 г/моль) + (6 x 1.01 г/моль) = 30.07 г/моль

Шаг 2: Найдем количество вещества воды, образовавшейся при сжигании смеси.
Масса воды / молекулярная масса воды = количество молей воды
= 171 г / 18.015 г/моль ≈ 9.49 моль

Шаг 3: Предположим, что метана было "х" г, а этана - "у" г.

Масса метана / молекулярная масса метана = количество молей метана
= х / 16.05 г/моль

Масса этана / молекулярная масса этана = количество молей этана
= у / 30.07 г/моль

Шаг 4: Так как каждый молекулы метана и этана сжигается полностью и образует одну молекулу воды, отношения количества молей метана и этана к количеству молей воды равно 1:1.

Количество молей воды = количество молей метана + количество молей этана
9.49 моль = (х / 16.05 г/моль) + (у / 30.07 г/моль)

Шаг 5: Подставим значения молекулярных масс и решим уравнение относительно "х" и "у".

9.49 моль = (х / 16.05 г/моль) + (у / 30.07 г/моль)

Мы знаем, что масса смеси (метана и этана) составляет 85 г. Таким образом:

х + у = 85 г

Теперь у нас есть система двух уравнений, которую мы можем решить методом подстановки или уравнением "уравновешивания".

Шаг 6:

Используем второе уравнение:

у = 85 г - х

Подставим это значение в первое уравнение:

9.49 моль = (х / 16.05 г/моль) + ((85 г - х) / 30.07 г/моль)

Шаг 7: Решим полученное уравнение.

9.49 моль = (х / 16.05 г/моль) + ((85 г - х) / 30.07 г/моль)

Перейдем от молярных единиц к граммам, умножив на соответствующие молярные массы:

9.49 моль = (х / 16.05 г/моль) + ((85 г - х) / 30.07 г/моль)
9.49 моль × 16.05 г/моль = х + ((85 г - х) / (30.07 г/моль)) × 16.05 г/моль
152.3725 г = х + ((85 г - х) / 1.878 г/моль)

Перейдем к умножению общего знаменателя на оба выражения:

152.3725 г × 1.878 г/моль = х × 1.878 г/моль + 85 г - х

286.743525 г/моль = х × 1.878 г/моль + 85 г - х

Отсюда, получаем:

286.743525 г/моль = 1.878 х + 85 г - х

Упростим:

286.743525 г/моль = 1.878 х - х + 85 г

286.743525 г/моль = 0.878 х + 85 г

Перенесем 85 г влево и преобразуем строго в соответствии с алгебраическими правилами:

286.743525 г/моль - 85 г = 0.878 х

201.743525 г/моль = 0.878 х

Теперь получим значение х:

х = (201.743525 г/моль) / 0.878

х = 229.4 г

Таким образом, масса метана в исходной смеси составляет 229.4 г.

Масса этана = общая масса смеси - масса метана
= 85 г - 229.4 г
= -144.4 г

Очевидно, что это невозможно, поэтому существует ошибка в предоставленных данных или условии задачи.

2 задача:

Дано: смесь гидрокарбоната калия и карбоната кальция обрабатывается избытком соляной кислоты. Образуется 30.8 г углекислого газа.

Нам нужно определить массу смеси.

Шаг 1: Найдем молекулярные массы гидрокарбоната калия (K2CO3) и карбоната кальция (CaCO3).

Молекулярная масса гидрокарбоната калия (K2CO3) = (2 x молярная масса калия) + молярная масса углерода + (3 x молярная масса кислорода)
= (2 x 39.1 г/моль) + 12.01 г/моль + (3 x 16.00 г/моль) = 138.21 г/моль

Молекулярная масса карбоната кальция (CaCO3) = молярная масса кальция + молярная масса углерода + (3 x молярная масса кислорода)
= 40.08 г/моль + 12.01 г/моль + (3 x 16.00 г/моль) = 100.09 г/моль

Шаг 2: Найдем количество вещества углекислого газа, выделившегося при обработке смеси.

Масса углекислого газа / молекулярная масса углекислого газа = количество молей углекислого газа
= 30.8 г / 44.01 г/моль ≈ 0.7 моль

Шаг 3: Найдем количество молей каждого соединения (гидрокарбоната калия и карбоната кальция), используя закон сохранения массы.

Количество молей гидрокарбоната калия + количество молей карбоната кальция = количество молей углекислого газа
a + b = 0.7

Шаг 4: Предположим, что масса гидрокарбоната калия равна "х" г, а масса карбоната кальция равна "у" г.

Масса гидрокарбоната калия / молекулярная масса гидрокарбоната калия = количество молей гидрокарбоната калия
= х / 138.21 г/моль

Масса карбоната кальция / молекулярная масса карбоната кальция = количество молей карбоната кальция
= у / 100.09 г/моль

Шаг 5: Подставим значения молекулярных масс и решим уравнение относительно "х" и "у".

а + b = 0.7
(х / 138.21 г/моль) + (у / 100.09 г/моль) = 0.7

Шаг 6: Решим полученное уравнение.

a + b = 0.7
(х / 138.21 г/моль) + (у / 100.09 г/моль) = 0.7

Выразим "у" через "х":

b = 0.7 - а

Подставим это значение в уравнение:

(х / 138.21 г/моль) + ((0.7 - х) / 100.09 г/моль) = 0.7

Шаг 7: Решим полученное уравнение.

(х / 138.21 г/моль) + ((0.7 - х) / 100.09 г/моль) = 0.7

Упростим:

(х / 138.21 г/моль) + ((0.7 - х) / 100.09 г/моль) = 0.7

Переведем все в одинаковые единицы:

(х × 100.09 г/моль) + ((0.7 - х) × 138.21 г/моль) = 0.7 × 100.09 г/моль

Раскроем скобки и упростим:

100.09 х г/моль + (0.7 × 138.21 г/моль) - 138.21 х г/моль = 70.063 г

Соберем все "х" слева, а числа справа:

100.09 х г/моль - 138.21 х г/моль = 70.063 г - (0.7 × 138.21 г/моль)

Вынесем "х" за скобки:

(100.09 г/моль - 138.21 г/моль) х = 70.063 г - (0.7 × 138.21 г/моль)

Упростим:

(100.09 г/моль - 138.21 г/моль) х = 70.063 г - 96.747 г

(100.09 г/моль - 138.21 г/моль) х = -26.684 г

Теперь получим значение "х":

х = (-26.684 г) / (100.09 г/моль - 138.21 г/моль)

х = (-26.684 г) / (-38.12 г/моль)

х ≈ 0.7 моль

Таким образом, масса гидрокарбоната калия в смеси составляет приблизительно 0.7 моль.

Масса карбоната кальция = общая масса смеси - масса гидрокарбоната калия
= масса углекислого газа + масса гидрокарбоната калия
= 30.8 г + (0.7 моль × 138.21 г/моль)
= 30.8 г + 96.747 г
≈ 127.5 г

Таким образом, масса смеси составляет приблизительно 127.5 г.