Дано:
- Масса увеличения склянки с бромной водой = 16,8 г.
- Объем непоглотившегося газа = 4,48 дм3 (н. у.).
Найти:
- Объем исходной смеси углеводородов.
- Массу образовавшегося в результате реакции органического вещества.
Решение:
1. Рассчитаем количество вещества брома, который прореагировал с углеводородами. Молекулярная масса брома (Br2) = 160 г/моль.
Чистый бром реагирует с алкенами и алканами по следующим уравнениям:
Для пропена (C3H6):
C3H6 + Br2 → C3H6Br2.
Для 2-метилпропана (C5H12):
C5H12 + Br2 → C5H11Br + HBr.
Из уравнений видно, что на 1 моль брома (160 г) необходимо 1 моль реагента.
2. Найдем количество вещества брома, который прореагировал:
n(Br2) = 16,8 г / 160 г/моль = 0,105 моль.
3. Теперь рассчитаем объем углеводородов, которые прореагировали с бромом. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л. Углеводороды, реагирующие с бромом, также занимают тот же объем.
Объем углеводородов, реагировавших с бромом:
V(углеводороды) = n(Br2) * 22,4 л/моль = 0,105 моль * 22,4 л/моль = 2,352 л = 2,352 дм3.
4. Теперь найдем общий объем исходной смеси углеводородов, учитывая, что объем непоглотившегося газа составляет 4,48 дм3. Общий объем исходной смеси:
V(исходная смесь) = V(углеводороды) + V(непоглотившийся газ) = 2,352 дм3 + 4,48 дм3 = 6,832 дм3.
5. Определим массу образовавшегося органического вещества. Образуется 1 моль брома на каждую молекулу углеводорода. Следовательно, общая масса органического вещества будет равна массе углеводородов, прореагировавших с бромом.
Используя уравнение:
m(органическое вещество) = n(Br2) * M(углеводорода).
Для пропена, молекулярная масса = 42 г/моль. Для 2-метилпропана, молекулярная масса = 72 г/моль.
Но мы не можем точно определить, сколько из каждой молекулы было использовано без дополнительных данных о соотношении. Однако можно сказать, что масса образовавшегося органического вещества будет пропорциональна количеству реагента.
Ответ:
Объем исходной смеси углеводородов составит 6,832 дм3; масса образовавшегося органического вещества составляет 16,8 г (масса брома, прореагировавшего с углеводородами).