Một bình kín được chia làm hai phần có thể tích bằng nhau bằng vách xốp. Ban đầu, phần bên trái có hỗn hợp hai chất khí argon (Ar) và hydro (H2) ở áp suất toàn phần p; phần bên phải là chân k
28/28
Một bình kín được chia làm hai phần có thể tích bằng nhau bằng vách xốp. Ban đầu, phần bên trái có hỗn hợp hai chất khí argon (Ar) và hydro (H2) ở áp suất toàn phần p; phần bên phải là chân không và chỉ có hydro mới khuếch tán được qua vách xốp. Sau khi quá trình khuếch tán kết thúc, áp suất trong phần bên trái là p' = \(\frac{4}{5}\)p. Cho biết các khí argon và khí hydro không tương tác hóa học với nhau; khối lượng mol của argon và hydro lần lượt là MAr = 40 g/mol và MH2 = 2 g/mol. Coi quá trình là đẳng nhiệt. Tỉ số khối lượng của khí hydro so với khối lượng khí argon trong hỗn hợp ban đầu phần bên trái bằng bao nhiêu (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?
Đáp án: 0,33
+ Ban đầu: \(p = {p_{Ar}} + {p_{{H_2}}}\left( 1 \right)\)
+ Lúc sau: Khí \({H_2}\) khuếch tán \( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{V_{{H_2}}} \uparrow 2\,lan\\T = const\end{array} \right. \Rightarrow p_{{H_2}}^/ = \frac{{{p_{{H_2}}}}}{2}\)
\({p^/} = {p_{Ar}} + p_{{H_2}}^/ \Rightarrow \frac{4}{5}p = {p_{Ar}} + \frac{{{p_{{H_2}}}}}{2}\left( 2 \right)\)
Lại có: \({V_{Ar}} = {V_{{H_2}}};{T_{Ar}} = {V_{{H_2}}}\)
\( \Rightarrow \frac{{{p_{Ar}}}}{{{p_{{H_2}}}}} = \frac{{{n_{Ar}}}}{{{n_{{H_2}}}}} = \frac{3}{2}\)
\( \Rightarrow \frac{{{{\rm{m}}_{{{\rm{H}}_2}}}}}{{{\rm{\;}}{{\rm{m}}_{{\rm{Ar}}}}}} = \frac{{{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_2}}}.{{\rm{M}}_{{{\rm{H}}_2}}}}}{{{{\rm{n}}_{{\rm{Ar}}}}.{{\rm{M}}_{{\rm{Ar}}}}}} = \frac{{2.2}}{{3.40}} = \frac{1}{{30}} = 0,33\)