플루오린과 염소 기체의 혼합물의 질량백분율

플루오린과 염소 기체의 혼합물의 질량백분율

 

 

플루오린과 염소 기체의 혼합물의 밀도가

14℃, 0.893 atm에서 1.77 g/L이다.

이 기체들의 질량백분율을 계산하시오

 

 

The density of a mixture of fluorine and chlorine gases

is 1.77 g/L at 14°C and 0.893 atm.

Calculate the mass percent of the gases.

 

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> F2의 몰질량 = 38.00 g/mol

> Cl2의 몰질량 = 70.91 g/mol

 

 

 

F2의 몰분율 = x 라 두면,

Cl2의 몰분율 = 1 – x

( 참고: 몰분율 https://ywpop.tistory.com/2659 )

 

 

 

d = PM / RT

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2933 )

 

1.77 = {(0.893)[(x)(38.00)+(1–x)(70.91)]} / [(0.0821)(273.15+14)]

41.728 = 33.934x – 63.323x + 63.323

29.389x = 21.595

 

x = 21.595 / 29.389 = 0.7348 ---> F2의 몰분율

1 – x = 1 – 0.7348 = 0.2652 ---> Cl2의 몰분율

 

 

 

만약 기체 혼합물이 1 mol만큼 있다면,

몰분율 = 몰수 이므로,

몰수를 질량으로 환산하면,

0.7348 mol × (38.00 g/mol) = 27.92 g F2

0.2652 mol × (70.91 g/mol) = 18.81 g Cl2

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

F2의 질량백분율 = [27.92 / (27.92+18.81)] × 100 = 59.75%

Cl2의 질량백분율 = 100 – 59.75 = 40.25%

 

 

 

답: F2 59.75%, Cl2 40.25%

 

 

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[다른 계산 방법]

 

PV = nRT 로부터,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3097 )

( 전체 기체의 질량 = 1.77 g일 때, 전체 기체의 부피 = 1 L )

 

전체 기체의 몰수(n)를 계산하면,

n = PV / RT

= [(0.893) (1)] / [(0.08206) (273.15+14)]

= 0.0379 mol

 

 

 

F2의 몰수 = x 라 두면,

Cl2의 몰수 = 0.0379 – x

 

 

 

몰수(mol) × 몰질량(g/mol) = 질량(g) 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

F2의 질량 + Cl2의 질량 = 전체 기체의 질량

38.00x + 70.91(0.0379 – x) = 1.77

38.00x + 70.91×0.0379 – 70.91x = 1.77

32.91x = 70.91×0.0379 – 1.77

 

x = (70.91×0.0379 – 1.77) / 32.91 = 0.0279 mol F2

 

 

 

각 기체의 질량을 계산하면,

0.0279 mol × (38.00 g/mol) = 1.06 g F2

1.77 – 1.06 = 0.71 g Cl2

 

 

 

F2의 질량 백분율 = (1.06 / 1.77) × 100 = 59.89% F2

Cl2의 질량 백분율 = (0.71 / 1.77) × 100 = 40.11% Cl2

 

 

 

 

[키워드] F2 Cl2 mixture density 14℃ 0.893 atm 1.77 g/L mass percent