Question

При обработке технической меди,содержащей 4% инертных примесей, разбавленной азотной кислотой,выделилось 33,6 л(н.у.) газа. Определите массу технической меди.

Answer 1

Для решения этой задачи мы можем использовать закон Бойля-Мариотта и уравнение состояния идеального газа. Формула для закона Бойля-Мариотта выглядит следующим образом:

\[P_1V_1 = P_2V_2\]

где \(P_1\) и \(P_2\) - начальное и конечное давление соответственно, \(V_1\) и \(V_2\) - начальный и конечный объемы соответственно.

Также нам нужно учесть, что газ выделился при обработке технической меди, содержащей 4% инертных примесей, разбавленной азотной кислотой. Таким образом, объем газа, выделенного при реакции, может быть выражен следующим образом:

\[V_{\text{газа}} = V_{\text{всего}} - V_{\text{инертные примеси}}\]

Давайте обозначим массу технической меди как \(m_{\text{меди}}\), объем газа как \(V_{\text{газа}}\), начальное давление как \(P_1\), конечное давление как \(P_2\), начальный объем как \(V_1\), конечный объем как \(V_2\), и процент инертных примесей как \(x\).

Исходные данные: - \(P_1 = P_2\) (так как газ выделяется в закрытом объеме, предполагаем постоянство давления) - \(V_1 = V_{\text{всего}}\) - \(V_2 = V_{\text{газа}}\) - Процент инертных примесей (\(x\)) = 4% - \(V_{\text{газа}} = 33.6 \, \text{л (н.у.)}\)

Теперь приступим к решению:

1. Найдем начальный объем меди (\(V_{\text{всего}}\)):

\[V_{\text{всего}} = \frac{V_{\text{газа}}}{1 - x}\]

2. Найдем массу меди (\(m_{\text{меди}}\)):

\[m_{\text{меди}} = \text{плотность меди} \times V_{\text{всего}}\]

Газ в данной задаче считаем идеальным, поэтому давление и объем выражаются следующим образом:

\[PV = nRT\]

где \(n\) - количество молекул газа, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура в кельвинах.

3. Подставим значения в уравнение и найдем \(V_{\text{всего}}\):

\[V_{\text{всего}} = \frac{nRT_{\text{нач}}}{P}\]

где \(T_{\text{нач}}\) - температура в начальный момент времени.

4. Теперь найдем массу меди:

\[m_{\text{меди}} = \text{плотность меди} \times V_{\text{всего}}\]

Это даст вам массу технической меди. Учтите, что при решении использовано предположение о постоянстве давления, что может быть справедливым в некоторых условиях.