дано:
Объем смеси газов = 15 дм3 = 0,015 м3
Увеличение массы склянки = 10,4 г
Молярная масса этана (C2H6) = 30 г/моль
Молярная масса ацетилена (C2H2) = 26 г/моль
найти:
Объемная доля этана в смеси газов.
решение:
1. Обозначим объем этана как V1 и объем ацетилена как V2. Тогда:
V1 + V2 = 15 дм3
2. По реакции с бромной водой, ацетилен реагирует, обесцвечивая бромную воду и расходуя 1 молекулу брома на 1 молекулу ацетилена. Таким образом, изменение массы определяется по количеству добавленного брома.
3. У обоих газов при реакции с бромом образуются бромсодержащие соединения:
- 1 моль ацетилена дает 1 моль брома,
- 1 моль этана не реагирует.
Следовательно, вся добавленная масса связана только с ацетиленом.
4. Рассчитаем количество молей брома, которое привело к увеличению массы:
Масса брома = 10,4 г
Молярная масса брома (Br2) = 160 г/моль
Количество молей брома:
n(Br2) = 10,4 г / 160 г/моль = 0,065 моль
5. Поскольку 1 моль ацетилена реагирует с 1 моль брома, то количество ацетилена в смеси равно 0,065 моль.
6. Найдем объем ацетилена при нормальных условиях (н.у.):
V(acetylene) = n(C2H2) * Vm (где Vm = 22,4 дм3/моль)
V(acetylene) = 0,065 моль * 22,4 дм3/моль ≈ 1,46 дм3
7. Теперь найдем объем этана:
V(ethane) = 15 дм3 - V(acetylene)
V(ethane) = 15 дм3 - 1,46 дм3 ≈ 13,54 дм3
8. Объемная доля этана:
Объемная доля этана = V(ethane) / (V(ethane) + V(acetylene))
Объемная доля этана = 13,54 дм3 / 15 дм3 ≈ 0,9027 или 90,27%
ответ:
Объемная доля этана в смеси газов составляет примерно 90,27%.