Дано:
- Масса смеси изомерных бутенов = 8,4 г.
Найти:
- Объем бутана, вступившего в реакцию дегидрирования (н. у.).
- Объем образовавшегося водорода (н. у.).
Решение:
1. Определим молекулярную массу бутенов. В смеси будут присутствовать два основных изомера бутена: 1-бутен и 2-бутен.
- Молекулярная масса 1-бутена (C4H8) = (4 * 12) + (8 * 1) = 48 + 8 = 56 г/моль.
- Молекулярная масса 2-бутена (C4H8) = 56 г/моль (также).
2. Предположим, что вся масса образовавшихся изомерных бутенов равна массе 1 моль бутена, для простоты расчетов. Тогда количество вещества бутенов:
n(бутены) = 8,4 г / 56 г/моль ≈ 0,150 моль.
3. Составим уравнение реакции дегидрирования бутана:
C4H10 → C4H8 + H2.
По уравнению видно, что 1 моль бутана дает 1 моль бутена и 1 моль водорода.
4. Поскольку на каждые 1 моль бутана образуется 1 моль бутена, количество вещества бутана, вступившего в реакцию, равно количеству бутенов:
n(бутан) = n(бутены) ≈ 0,150 моль.
5. Рассчитаем объем бутана при нормальных условиях:
V(бутан) = n(бутан) * 22,4 л/моль ≈ 0,150 моль * 22,4 л/моль ≈ 3,36 л.
6. Теперь найдем объем образовавшегося водорода. Согласно реакции, на каждые 1 моль бутана получается 1 моль водорода:
n(водород) = n(бутан) ≈ 0,150 моль.
7. Рассчитаем объем водорода при нормальных условиях:
V(водород) = n(водород) * 22,4 л/моль ≈ 0,150 моль * 22,4 л/моль ≈ 3,36 л.
Ответ:
Объем бутана, вступившего в реакцию дегидрирования, составит примерно 3,36 л; объем образовавшегося водорода составит также примерно 3,36 л.