14. Плотность по водороду смеси водорода и паров метанола равна 10. Определите массовую долю газов (%) в смеси.

Решение:

1. Плотность смеси по водороду \( D_{H_2} = 10 \).
2. Средняя молярная масса смеси \( M_{смеси} = D_{H_2} \times M_{H_2} = 10 \times 2 \text{ г/моль} = 20 \text{ г/моль} \).
3. Молярная масса водорода \( M_{H_2} = 2 \text{ г/моль} \).
4. Молярная масса метанола \( M_{CH_3OH} = 12 + 4 \times 1 + 16 = 32 \text{ г/моль} \).
5. Пусть массовая доля метанола \( w_{CH_3OH} = x \). Тогда массовая доля водорода \( w_{H_2} = 1 - x \).
6. Средняя молярная масса смеси также может быть выражена как:
\[ M_{смеси} = \frac{1}{\frac{w_{H_2}}{M_{H_2}} + \frac{w_{CH_3OH}}{M_{CH_3OH}}} \]
7. Подставляем известные значения:
\[ 20 = \frac{1}{\frac{1 - x}{2} + \frac{x}{32}} \]
8. \( 20 \left( \frac{1 - x}{2} + \frac{x}{32} \right) = 1 \)
9. \( 10(1 - x) + \frac{20x}{32} = 1 \)
10. \( 10 - 10x + 0.625x = 1 \)
11. \( 10 - 1 = 10x - 0.625x \)
12. \( 9 = 9.375x \)
13. \( x = \frac{9}{9.375} \approx 0.96 \)
14. Таким образом, массовая доля метанола \( w_{CH_3OH} \approx 0.96 \) или 96%.
15. Массовая доля водорода \( w_{H_2} = 1 - 0.96 = 0.04 \) или 4%.

Ответ: 4 и 96.