Какую массу брома может присоединить смесь этана и изомерных бутенов общим объемом 22,4 дм3 (в пересчете на н. у.), если известно, что массовая доля атомов углерода в исходной смеси равна 85,04 %?
от

1 Ответ

дано:
- объем смеси = 22,4 дм3
- массовая доля углерода в смеси = 85,04 %

найти:
- массу брома, которая может присоединиться к смеси

решение:

1. Определим количество вещества смеси:
   V = n * 22,4 л/моль
   n = 22,4 дм3 / 22,4 дм3/моль = 1 моль

2. Рассчитаем общую массу смеси на основе массовой доли углерода.
   Обозначим общую массу смеси как m.
   Масса углерода в смеси = 0,8504 * m
   Масса водорода в смеси = m - 0,8504 * m = 0,1496 * m

3. Найдем молярную массу углерода и водорода:
   Молярная масса C = 12 г/моль
   Молярная масса H = 1 г/моль

4. Запишем уравнение для общей массы:
   m = (количество углерода * 12) + (количество водорода * 1)
   
   Подставим количество углерода и водорода через полную массу:
   0,8504 * m = x * 12
   0,1496 * m = y * 1

5. Установим соотношение между количеством углерода и водорода по формуле общего числа атомов:
   Для смеси этана (C2H6) и бутенов (C4H8):
   x + y = 1

6. Подставляем значения:
   0,8504 * m / 12 + 0,1496 * m = 1

7. Находим m:
   0,8504 * m / 12 + 0,1496 * m = 1
   0,0708667 * m + 0,1496 * m = 1
   0,2204667 * m = 1
   m = 1 / 0,2204667 ≈ 4,54 г

8. Теперь найдем массу брома, который может присоединиться к смеси.
   Каждый моль брома (Br2) может реагировать с одним моль алкана и одним моль алкенов:

   1. Этан (C2H6) не дает реакции с бромом, но каждый из бутенов (C4H8) будет реагировать:
   C4H8 + Br2 → C4H8Br2
   В этом случае нужно учитывать, что 1 моль брома потребляет 1 моль бутена.

9. Теперь рассчитываем массу брома:
   Молярная масса Br2 = 160 г/моль.
   В смеси, если предположить, что все углероды являются либо этаном, либо бутенами, то:
   n(Br2) = 2 * (количество бутенов)

10. Общая масса брома:
   масса брома = n(Br2) * 160 г/моль = (0,1496 * 4,54 г) / 2 * 160 г/моль = 1073,45 г

ответ:
Масса брома, которую может присоединить смесь, составляет приблизительно 1073,45 г.
от