Задачка на изотопы

[HE KOT]

Короче, друзья.

Задача гласит примерно так: смесь природного водорода, содержащего 20% Н¹ и 80% Н² сожгли в избытке кислорода

 

Найдите мольные доли полученных продуктов

Там получатся H¹2O H²2O и H¹H²O

Нам учительница сказала, мол просто умножить 0.2 на 0.2, чтобы найти 0.04*100=4% Н¹2О, 0.8 на 0.8 = 0.64*100% =64% H²2O

Остальное 100-64-4=32 %

 

Вопрос: ОТКУДА ЭТО БЕРЕТСЯ И ПОЧЕМУ НУЖНО ИМЕННО ПЕРЕМНОЖАТЬ?

Изменено 10 Сентября, 2023 в 04:09 пользователем HE KOT

[Вольный Сяншен]

10.09.2023 в 07:09, HE KOT сказал:

ПОЧЕМУ НУЖНО ИМЕННО ПЕРЕМНОЖАТЬ?

Потому что это задачка скорее на математику (теорию вероятностей), а не на химию.

Вероятность попадания изотопа водорода в молекулу воды пропорциональна (здесь равна) его концентрации, в данном случае 20%. Вероятность попадания в одну молекулу воды сразу 2-х таких изотопов равна произведению этих вероятностей, то есть 20%*20%=4%. Аналогично для дейтерия 80%*80%=64%. Для молекулы HDO проще действительно посчитать через разницу, но можно и тем же способом: для HDO 20%*80%=16% и для DHO 80%*20%=16%, в сумме те же 32%.

[cty]

В 10.09.2023 в 07:09, HE KOT сказал:

смесь природного водорода, содержащего 20% Н¹ и 80% Н²

Надеюсь, учительница пояснила, что 20 % и 80 % тут, вероятно, только для большей наглядности задачи, и реальные доли изотопов в природном водороде равны 99.98 % и 0.02 %.

[HE KOT]

В 10.09.2023 в 09:55, Вольный Сяншен сказал:

Потому что это задачка скорее на математику (теорию вероятностей), а не на химию.

Вероятность попадания изотопа водорода в молекулу воды пропорциональна (здесь равна) его концентрации, в данном случае 20%. Вероятность попадания в одну молекулу воды сразу 2-х таких изотопов равна произведению этих вероятностей, то есть 20%*20%=4%. Аналогично для дейтерия 80%*80%=64%. Для молекулы HDO проще действительно посчитать через разницу, но можно и тем же способом: для HDO 20%*80%=16% и для DHO 80%*20%=16%, в сумме те же 32%.

Огромное вам спасибо! Теперь всё стало ясно!

Та это задача из школьного сборника) 

Там всё, что угодно напишут. 

[yatcheh]

10.09.2023 в 10:58, cty сказал:

Надеюсь, учительница пояснила, что 20 % и 80 % тут, вероятно, только для большей наглядности задачи, и реальные доли изотопов в природном водороде равны 99.98 % и 0.02 %.

 

Это природный водород, просто добытый из смоляных песков в районе Урановой Голконды. Там ещё тритий есть, но его не упомянули, чтобы не усложнять задачу.

[Максим0]

10.09.2023 в 09:09, HE KOT сказал:

Короче, друзья.

Задача гласит примерно так: смесь природного водорода, содержащего 20% Н¹ и 80% Н² сожгли в избытке кислорода

Найдите мольные доли полученных продуктов

Там получатся H¹2O H²2O и H¹H²O

Нам учительница сказала, мол просто умножить 0.2 на 0.2, чтобы найти 0.04*100=4% Н¹2О, 0.8 на 0.8 = 0.64*100% =64% H²2O

Остальное 100-64-4=32 %

Вопрос: ОТКУДА ЭТО БЕРЕТСЯ И ПОЧЕМУ НУЖНО ИМЕННО ПЕРЕМНОЖАТЬ?

Для решения этой задачки надо было глянуть в соответствующую таблицу и выписать оттуда: [HDO]²/([H₂O]*[D₂O])=6,26, после чего составить и решить квадратное уравнение. Водород, гелий и литий даже в обычной, не ядерной технологии регулярно выкидывают фокусы с существенным разделением изотопов. Но это уже за рамками обычной школьной программы и изучается в курсе химической физики.