дано:
- масса бутин-1 (C4H6) m_бутин = 5,4 г = 0,0054 кг
- масса брома (Br2) m_бром = 8 г = 0,008 кг
найти:
- максимальный объем водорода, который может присоединить смесь V_H2
решение:
1. Сначала необходимо найти количество вещества для каждого из реагентов.
Для бутин-1:
- Молярная масса C4H6 = 4 * 12 + 6 * 1 = 54 г/моль
- Количество вещества бутин-1 n_бутин = m_бутин / M_бутин = 5,4 г / 54 г/моль = 0,1 моль
Для брома:
- Молярная масса Br2 = 2 * 80 = 160 г/моль
- Количество вещества брома n_бром = m_бром / M_бром = 8 г / 160 г/моль = 0,05 моль
2. Реакция присоединения брома к бутину-1 можно описать следующим уравнением:
C4H6 + Br2 -> C4H6Br2
Из уравнения видно, что на 1 моль бутин-1 требуется 1 моль брома. Таким образом, по количеству вещества мы видим, что ограничивающим реагентом является бром, так как его меньше.
3. Теперь определим, сколько водорода может присоединить полученная смесь. При реакциях с бромом образуются бромированные продукты, и если бы мы добавляли водород, он мог бы заменить бром в этих соединениях.
Для получения бромированных соединений от бутин-1:
- На 1 моль бутин-1, в результате реакции с 1 моль Br2, будет образовано одно бромсодержащее соединение (C4H6Br2). Теперь можем представить, что каждое замещение брома при наличии водорода требует 1 моль водорода.
Таким образом, если у нас есть 0,1 моль бутин-1 и 0,05 моль брома, то максимум, который может быть заменён во вновь образованных соединениях на водород, равен количеству брома (0,05 моль), или же 0,05 моль водорода.
4. Для нахождения объема водорода (при нормальных условиях):
V_H2 = n_H2 * VM
где VM = 22,4 л/моль (объем одного моля газа при н.у.).
V_H2 = 0,05 моль * 22,4 л/моль = 1,12 л = 0,00112 м3 = 1,12 дм3
ответ:
Максимальный объем водорода, который может присоединить эта смесь, составляет 1,12 дм3.