Question

Взяты равные массы кислорода, водорода и метана при одинаковых условиях. Найти отношение объемов взятых газов.

Answer 1

Уравнение Менделеева-Клапейрона для идеальных газов: PV=vRT, из этого следует

 

        V=vRT/P

 

где  P – давление, V – объем, Т – температура, v - количество вещества в газовой фазе R=8.31 Дж/моль*К – универсальная газовая постоянная.

Таким образом, при одинаковых условиях P=const, T=const объем, занимаемый газом, прямо пропорционален количеству вещества.

Отношения количеств веществ, указанных в задаче, равно обратному отношению их молярных масс, при условии, что взяты одинаковые по массе навески веществ:  v(O2):v(H2):v(CH4)=1/M(O2):1/M(H2):1/M(CH4)=1/32:1/2:1/16=1:16:2                                                          Именно так и относятся объемы, занимаемые указанными газами:V(O2):V(H2):V(CH4)=1:16:

Ответ: V(O2):V(H2):V(CH4)=1:16:2

Answer 2

Чтобы найти отношение объемов взятых газов, необходимо использовать соотношение их молярных объемов при одинаковых условиях температуры и давления. Для этого нужно знать молярные массы данных газов.

Молярная масса кислорода (O₂) составляет около 32 г/моль. Молярная масса водорода (H₂) равна приблизительно 2 г/моль. Молярная масса метана (CH₄) равна примерно 16 г/моль.

Поскольку массы газов одинаковы, можно сравнить их молярные объемы. Молярный объем — это объем, занимаемый одним молем вещества при стандартных условиях (обычно 0°C и 1 атм давления).

Пусть V₁, V₂ и V₃ — объемы кислорода, водорода и метана соответственно.

Молярный объем для всех газов будет одинаковым, поэтому можно записать следующее соотношение:

V₁ / 32 = V₂ / 2 = V₃ / 16

Делая простые преобразования, мы можем найти отношение объемов газов:

V₁ : V₂ : V₃ = 32 : 2 : 16 = 16 : 1 : 8

Итак, отношение объемов взятых газов составляет 16 : 1 : 8.