При пропускании смеси метиламина и бутана через склянку с соляной кислотой масса последней увеличилась на 7,75 г. Массовая доля бутана в исходной смеси составляла 25%. Определите объём исходной газовой смеси (н. у.).

Дано:

• Масса поглощённого газа: $m = 7{,}75$ г.

• Массовая доля бутана: $\omega(C_4H_{10}) = 25\% = 0{,}25$.

• Массовая доля метиламина: $\omega(CH_3NH_2) = 75\% = 0{,}75$.

• Молярный объём газа при н. у.: $V_m = 22{,}4$ л/моль.

Найти: объём исходной газовой смеси $V_{\text{смеси}}$.

Решение

1. Определим массу метиламина.

При пропускании смеси через склянку с соляной кислотой метиламин вступает с ней в реакцию, а бутан не реагирует и проходит через склянку.

Уравнение реакции:

Следовательно, увеличение массы склянки на 7,75 г связано с поглощением метиламина.

Таким образом:

2. Найдём массу исходной смеси.

Поскольку массовая доля бутана составляет 25%, массовая доля метиламина равна:

Используем формулу массовой доли:

Отсюда:

3. Рассчитаем массу бутана.

4. Найдём количество вещества каждого газа.

Молярная масса метиламина:

Количество вещества метиламина:

Молярная масса бутана:

Количество вещества бутана:

5. Рассчитаем объём исходной газовой смеси.

Общее количество вещества газов:

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

Следовательно: