20.0℃ ethane(C2H6) butane(C4H10) 200.0 cm3 750.0 mmHg 0.3486 g

20.0℃ ethane(C2H6) butane(C4H10) 200.0 cm3 750.0 mmHg 0.3486 g

 

 

20.0℃에서 기체 상태의 ethane(C2H6)과 butane(C4H10)의 혼합물로

부피가 200.0 cm3인 용기를 압력이 750.0 mmHg가 되도록 채웠다.

용기 내의 기체 혼합물의 무게가 0.3486 g일 때

이 혼합물 내의 butane의 몰수를 구하라.

 

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> n1 = mol of ethane, C2H6

> n2 = mol of butane, C4H10

> n_tot = n1 + n2

 

 

 

> 1 m = 100 cm

> (1 m)^3 = (100 cm)^3

> 1 m^3 = 10^6 cm^3

> 1 m^3 = 1000 L

 

 

 

(200.0 cm3) (1 m3 / 10^6 cm3) (1000 L / 1 m3)

= (200.0) (1 / 10^6) (1000)

= 0.2000 L

 

 

 

PV = nRT 로부터,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3097 )

 

n_tot = PV / RT

= [(750.0/760) (0.2000)] / [(0.08206) (273.15+20.0)]

= 0.008205 mol

 

 

 

> ethane의 몰질량 = 30.07 g/mol

> butane의 몰질량 = 58.12 g/mol

 

 

 

n = W / M 으로부터,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

W = nM 이므로,

(n1×30.07) + (n2×58.12) = 0.3486 g

 

 

 

butane의 몰수, n2 = x 라 두면,

n1 = 0.008205 – x

 

 

 

30.07(0.008205 – x) + 58.12x = 0.3486

 

0.2467 – 30.07x + 58.12x = 0.3486

 

x = (0.3486 – 0.2467) / (58.12 – 30.07) = 0.003633 mol

 

 

 

답: 0.003633 mol

 

 

 

 

[참고] butane의 몰분율

= (0.003633 mol / 0.008205 mol)

= 0.4428

 

 

 

 

[키워드] 20.0℃ ethane(C2H6) butane(C4H10) 200.0 cm3 750.0 mmHg mixture mass 0.3486 g