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.