4-22. Смесь водорода и кислорода массой 74 г занимает объем 156,8 л (н. у.). Рассчитайте: а) массовые доли газов в смеси; б) объемные доли газов в смеси.

При нормальных условиях молярный объем газа равен 22,4 л/моль. Общее количество вещества смеси: n = 156,8 / 22,4 = 7 моль.

Пусть в смеси содержится x моль H₂ и y моль O₂. Тогда x + y = 7, а по массе 2x + 32y = 74.

Подставим x = 7 − y: 2(7 − y) + 32y = 74; 30y = 60; y = 2 моль, x = 5 моль.

Массы: m(H₂) = 2 · 5 = 10 г; m(O₂) = 32 · 2 = 64 г. Массовые доли: ω(H₂) = 10 / 74 ≈ 13,51%; ω(O₂) = 64 / 74 ≈ 86,49%.

Объемные доли равны мольным: φ(H₂) = 5 / 7 ≈ 71,43%; φ(O₂) = 2 / 7 ≈ 28,57%.

Ответ: а) H₂ — 13,51%, O₂ — 86,49%; б) H₂ — 71,43%, O₂ — 28,57%.