stężenie molowe i masowe siarkowodoru w gazach odlotowych

[artega7]

Proszę o sprawdzenie czy dobrze mam rozwiązane zadanie.

Stężenie siarkowodoru w gazach odlotowych w pewnym procesie wyniosło 100 ppm masowych. należy policzyć jakie było stężenie molowe siarkowodoru C_A (kmol/m³) w tym strumieniu gazów i jego stężenie masowe c_A (kg/m³).
Temperatura wynosiła 35^oC, a ciśnienie 10⁵ Pa.

C_H2S = 100ppm= 100*10^-4 %= 0,01%

V= nRt/p = 1mol* 8,314* 308K / 10⁵Pa = 3,905*10⁵ kmol/m³= 2560,712*10^-5 m³

C_A= 1mol / 2560,712*10^-5 m³ = 0,001kmol / 2560,712*10^-5 m³ = 3,905*10⁵ kg/ m³

Stężenie procentowe jest równe stężeniu masowemu na 100g całości gazu.

c_A= 0,01g/ 2560,712*10^-5 m³ = 1*10⁵kg/ 2560,712*10^-5 m³ = 3,905*10¹⁰


Dziękuje za pomoc

[Adax82]

artega7,
Moim zdaniem nie jest OK

Co do stężenia masowego to OK, gdyż z faktu, że mieliśmy wszystkich gazów np. 1 g to siarkowodoru musiało być 10^^-4 g co odpowiada stężeniu 100 ppm.
Oznacza to też, że siarkowodoru było n1 = 10^^-4 {g}/ 34 {g/mol} = 0,294^10^-4 mol H₂S
Te 0,294 ^10^-4 mol H₂S ma objętość V1 = n1*22,4 = 6,59^10^-4 dm3 ( w warunkach normalnych )
Przeliczając na warunki zadania ( V2= p1*V1*T2 / p2*T1 ) otrzymamy:
V2 = 7,53^10^^-4 dm3 i jest to objętość H₂S w danych warunkach

Od tego momentu w zadaniu jest zbyt mało danych. Musiałoby być jedno z dwóch:
1. Znamy objętość całej mieszaniny gazowej lub co najmniej stosunek objętości H₂S do objętości pozostałych składników lub też całkowita liczba moli gazów w mieszaninie gazowej
2. Należałoby przyjąć, że pozostałe składniki to powietrze o masie molowej 29 g/mol

Cytat:
V= nRt/p = 1mol* 8,314* 308K / 105Pa = 3,905*105 kmol/m3= 2560,712*10-5 m3
Założenie, że n = 1 jest nieuprawnione ( tak są zrobione obliczenia ). A co znaczy przejście w jednym równaniu z kmol/m3 na m3 ?

[artega7]

2. Należałoby przyjąć, że pozostałe składniki to powietrze o masie molowej 29 g/mol

Raczej bym przyjął, że jest to powietrze. Podałem całą treść zadania.

Cytat:
V= nRt/p = 1mol* 8,314* 308K / 105Pa = 3,905*105 kmol/m3= 2560,712*10-5 m3
Założenie, że n = 1 jest nieuprawnione ( tak są zrobione obliczenia ). A co znaczy przejście w jednym równaniu z kmol/m3 na m3 ?

to jest mój błąd przy przepisywaniu

Przyjmując, że pozostałym gazem jest powietrze to jak trzeba rozwiązać to zadanie?

[Adax82]

artega7,
Gdyby pozostałe to było powietrze o masie molowej n2 = 29 g/mol:
Masa powietrza: m2 = 1 – 0,0001 = 0,9999 g
n2 = m2/M2 = 0,9999/29 = 344,8 * 10^^-4 moli
n = n1 + n2 = 0,294^10^-4 + 344,8 * 10^^-4
stężenie molowe H2S: 0,294^10^-4/( 0,294^10^-4 + 344,8 * 10^-4 )
udziały molowe gazów są tożsame z udziałami objętościowymi
Stężenie molowe siarkowodoru wychodzi ( jako udział molowy w całkowitej ilości moli wszystkich gazów ):
u = 8,52 * 10^^-4 = 852*10^^-6 = 852 ppm

[artega7]

Dziękuje za pomoc

Przeanalizuje teraz całe zadanie.
Jeszcze dla pewności zapytam, by teraz obliczyć stężenie masowe trzeba 0,01/ 7,53^10^-4 czyli obliczone wcześniej V₂