Дано:
Масса смеси газов = 50 г
Состав смеси: 30% этилена, 30% пропилена и 40% бутена
Найти:
Объем водорода, необходимый для реакции с данной смесью газов.
Решение:
Для начала определим мольные доли каждого компонента в смеси по их молярным массам.
1. Найдем количество вещества каждого компонента:
Мольная масса этилена (C2H4) ≈ 28 г/моль
Мольная масса пропилена (C3H6) ≈ 42 г/моль
Мольная масса бутена (C4H8) ≈ 56 г/моль
Количество вещества этилена:
n(этилен) = (масса * мол.%)/M, где М - молярная масса
n(этилен) = (50г * 0.3) / 28 г/моль ≈ 0.5357 моль
Аналогично вычисляем количество вещества пропилена и бутена:
n(пропилен) ≈ (50г * 0.3) / 42 г/моль ≈ 0.3571 моль
n(бутен) ≈ (50г * 0.4) / 56 г/моль ≈ 0.3571 моль
Теперь определим количество водорода, необходимое для реакции с этими количествами веществ.
Уравнение реакции для каждого компонента:
C2H4 + H2 → C2H6
C3H6 + H2 → C3H8
C4H8 + H2 → C4H10
Из уравнений видно, что для каждого моля этилена требуется 1 моль водорода, для каждого моля пропилена также требуется 1 моль водорода, и для каждого моля бутена требуется также 1 моль водорода.
Суммируем количество водорода, необходимого для реакции со всеми компонентами:
n(H2) = n(этилен) + n(пропилен) + n(бутен)
n(H2) = 0.5357 моль + 0.3571 моль + 0.3571 моль
n(H2) = 1.25 моль
Теперь найдем объем водорода при стандартных условиях (0°C, 1 атм):
Объем водорода (V) = количество вещества (n) * 22.4 л/моль ≈ 1.25 моль * 22.4 л/моль ≈ 28 л
Ответ:
Для реакции с данной смесью газов потребуется примерно 28 л водорода.