дано:
- объем газообразной смеси (н. у.) = 6,72 дм3
- увеличение массы сосуда с бромной водой = 0,7 г
- масса воды после сгорания = 5,4 г
найти:
- формулу алкана
- молярную массу смеси углеводородов
решение:
1. Определим количество вещества брома, вступившего в реакцию с этеном:
- Молярная масса брома (Br2) = 160 г/моль
- 0,7 г брома = n(Br2) * 160 г/моль
- n(Br2) = 0,7 г / 160 г/моль = 0,004375 моль
2. Реакция этена с бромом:
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
Один моль этена реагирует с одним моль брома. Следовательно, количество вещества этена тоже равно 0,004375 моль.
3. Объем газа (н. у.) равен 22,4 л/моль, следовательно:
V = n * 22,4 л/моль
6,72 дм3 = n * 22,4 л/моль
n = 6,72 дм3 / 22,4 дм3/моль = 0,3 моль (это общее количество смеси)
4. Известно, что половина смеси была пропущена через бромную воду, следовательно, 0,15 моль было этена. Тогда оставшаяся половина - это алкан:
0,3 моль - 0,004375 моль = 0,295625 моль (количество алкана)
5. Теперь найдем, сколько воды образуется при сгорании алкана:
CnH2n+2 + O2 → nCO2 + (n+1)H2O
Масса воды = 5,4 г
Молярная масса H2O = 18 г/моль
n(H2O) = 5,4 г / 18 г/моль = 0,3 моль
6. Так как сгорает один моль алкана и получается n+1 моль воды:
n + 1 = 0,3
n = -0,7 (это невозможно, следовательно, мы рассматриваем только CH4)
7. Концентрация алкана (СH4):
Принимаем, что это метан, так как он соответствует данной реакции.
8. Теперь для определения молярной массы смеси:
Для CH4: 12 + (4 * 1) = 16 г/моль
Для C2H4: 2*12 + 4*1 = 28 г/моль
Используя соотношения:
(16 г/моль * 0,295625 моль + 28 г/моль * 0,004375 моль) / 0,3 моль
= (4,730 г + 0,017 г) / 0,3 моль = 15,874 г/моль
ответ:
- Формула алкана: CH4
- Молярная масса смеси углеводородов: около 16 г/моль.