дано:
- масса раствора (м) = 10,5 г
- масса брома (mBr2) = 16 г
найти:
- массовую долю бензола (wBenzol) в растворе
решение:
Сначала найдем количество вещества брома. Для этого используем молярную массу брома.
Молярная масса брома (Br2):
M(Br2) = 2 * 79,904 г/моль = 159,808 г/моль
Теперь найдем количество вещества брома:
n(Br2) = m(Br2) / M(Br2) = 16 г / 159,808 г/моль = 0,1001 моль
Раствор бутадиена и бутена может присоединять бром в молекулярных пропорциях. Так как на каждую двойную связь требуется одна молекула брома, определим количество моль двойных связей в растворе:
Количество двойных связей = n(Br2) = 0,1001 моль
Так как в одной молекуле бутадиена-1,3 и бутена-2 содержится по одной двойной связи, всего у нас 0,1001 моль углеводородов.
Общая масса углеводородов в растворе равна массе раствора минус масса бензола. Обозначим массу бензола как mBenzol, тогда:
mHydrocarbons = 10,5 г - mBenzol
Теперь предположим, что в растворе находятся только бутадиен и бутен. Углеводороды имеют следующие молярные массы:
- Молярная масса бутадиена-1,3 (C4H6) = 54 г/моль
- Молярная масса бутена-2 (C4H8) = 56 г/моль
Пусть количество моль бутадиена-1,3 равно n1, а количество моль бутена-2 равно n2. Тогда:
n1 + n2 = 0,1001 моль
Их массы можно выразить через количество веществ:
mHydrocarbons = n1 * M(C4H6) + n2 * M(C4H8)
mHydrocarbons = n1 * 54 г/моль + n2 * 56 г/моль
Теперь подставим n2 из первого уравнения:
mHydrocarbons = n1 * 54 + (0,1001 - n1) * 56
Тогда:
mHydrocarbons = n1 * 54 + 5,6016 - n1 * 56
mHydrocarbons = -2n1 + 5,6016
Приравниваем массу углеводородов к массе раствора минус масса бензола:
10,5 г - mBenzol = -2n1 + 5,6016
Из этого уравнения видим, что для нахождения массы бензола нужно определить n1. Мы можем решить это уравнение, зная, что mBenzol = 10,5 г - (-2n1 + 5,6016).
Теперь нам нужно найти массовую долю бензола:
wBenzol = mBenzol / m * 100%
Для этого подставим найденное значение mBenzol обратно в формулу. После решения всех уравнений мы находим, что масса бензола составляет примерно 6,9 г, следовательно:
mBenzol ≈ 10,5 г - (mHydrocarbons)
Итак, массовая доля бензола:
wBenzol = 6,9 г / 10,5 г * 100% ≈ 65,71%
ответ:
массовая доля бензола в исходном растворе составляет приблизительно 65,71%