Смесь газов, состоящая из этана и силана, была сожжена в кислороде. При этом в реакцию вступило 80 % SiH₄ и 20 % C₂H₆. Образовавшиеся в результате горения пары воды не конденсировались. Масса образовавшегося в конце реакции твердого вещества оказалась равной массе исходной газовой смеси. Найдите плотность образовавшейся газовой смеси по метиламину.

📝 Detailed explanation

Пусть исходно было x моль C₂H₆ и y моль SiH₄. Исходная масса смеси = 30x + 32y.
Прореагировало 0,2x этана и 0,8y силана. Из силана образуется 0,8y моль SiO₂, масса которого равна 0,8y × 60 = 48y г.
По условию масса SiO₂ равна массе итоговой газовой смеси (непрореагировавшие C₂H₆ и SiH₄, а также образовавшиеся CO₂ и H₂O). Масса газов = 48y.
Выразим массу конечных газов:
Масса = m(C₂H₆ ост.) + m(SiH₄ ост.) + m(CO₂) + m(H₂O) = 30(0,8x) + 32(0,2y) + 44(2 × 0,2x) + 18(3 × 0,2x + 2 × 0,8y) = 24x + 6,4y + 17,6x + 10,8x + 28,8y = 52,4x + 35,2y.
Приравниваем: 48y = 52,4x + 35,2y → 12,8y = 52,4x → y/x = 4,09375.
Пусть x = 12,8 моль, тогда y = 52,4 моль.
Общее количество конечных газов: 0,8x + 0,2y + 0,4x + 0,6x + 1,6y = 1,8x + 1,8y = 1,8(12,8 + 52,4) = 117,36 моль.
Масса конечных газов = 48y = 48 × 52,4 = 2515,2 г.
Средняя молярная масса смеси = 2515,2 / 117,36 = 21,43 г/моль.
Плотность по метиламину (CH₃NH₂, M=31) = 21,43 / 31 = 0,691.