Исхожу из того, что плотность газа 1,029 г/л = 1,029 кг/м³
1) Уравнение Менделеева-Клапейрона для идеального газа:
Р*V = m*R*T/М
где: Р - давление газа , Па. Р = 90 кПа = 90000 Па
V - объем газа, м³
m – масса газа, кг
R - универсальная газовая постоянная, R = 8,314 Дж/(моль*К)
T - температура, °К. T = -10 + 273 = 263°К
М – молярная масса газа, кг/моль
Разделим левую и правую части на объём V, а так как плотность равна: ρ = m/V, то получаем:
Р = ρ*R*T/М
Из этой формулы находим молярную массу газа:
М = ρ*R*T/Р = 1,029*8,314*263/90000 = 0,025 кг/моль = 25 г/моль
3) То есть молярная масса смеси равна 25 г/моль
Молярные массы каждого из газов в смеси равны:
М(N₂) = 28 г/моль M(NH₃) = 17 г/моль
Далее удобно решать, если объемная доля более тяжелого газа, а это азот, выражена в долях единицы. Обозначим эту долю через Х. Тогда объемная доля аммиака равна (1 – Х). Пишем уравнение молярной массы смеси:
28*Х + 17*(1-Х) = 25
28Х + 17 – 17Х = 25
11Х = 8
Х = 0,7273 (или 72,73%)
4) Но это объемные доли. Только сейчас поняла, что нужно перевести в массовые доли !!!!!!!!!
Формулу не помню, значит пойдем другим путём. Возьмём 100 л данной смеси, тогда в ней 72,73 л азота и соответственно (100 – 72,73) = 27,27 л аммиака.
Зная, что 1 моль любого газа при н.у. занимает объем 22,4 л по пропорции находим массу каждого газа в 100 л смеси:
28 г N₂ ------------ 22,4 л
Х г N₂ ------------- 72,73 л
Х = 28*72,73/22,4 = 90,9 г
17 г NH₃ ------------ 22,4 л
Х г NH₃ ------------ 27,27 л
Х = 17*27,7/22,4 = 20,7 г
Общая масса 100 л смеси: 90,9 + 20,7 = 111,6 г
И массовая доля азота равна:
ω(N₂) = (90,9/111,6)*100 = 81,45%
Ответ: 81,45%