Смесь бензола и этилбензола массой 2,09 г сожгли в избытке кислорода. Образовавшийся газ пропустили через избыток известковой воды. При этом выпал осадок массой 16 г. Определите массовую долю этилбензола в исходной смеси.
от

1 Ответ

Дано:
- масса смеси бензола и этилбензола m_смеси = 2,09 г
- масса осадка (CaCO3) m_CaCO3 = 16 г

Необходимо найти массовую долю этилбензола в исходной смеси.

Решение:

1. Углерод в сжигаемом веществе.
   При сгорании органических соединений образуется углекислый газ (CO2), который реагирует с известковой водой, образуя карбонат кальция (CaCO3):
   CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O

2. Определим количество углерода в осадке CaCO3:
   Молярная масса CaCO3:
   M(CaCO3) = M(Ca) + M(C) + 3 * M(O)
   M(Ca) = 40,08 г/моль
   M(C) = 12,01 г/моль
   M(O) = 16,00 г/моль
   M(CaCO3) = 40,08 + 12,01 + 48,00 = 100,09 г/моль

3. Найдем количество вещества (количество моль) CaCO3:
   n_CaCO3 = m_CaCO3 / M(CaCO3) = 16 г / 100,09 г/моль ≈ 0,1598 моль

4. Из уравнения реакции видно, что 1 моль CaCO3 соответствует 1 молю CO2, следовательно, количество углерода, которое содержится в сожженном веществе:
   n_C = n_CaCO3 = 0,1598 моль

5. Общая масса углерода в смеси:
   Масса углерода m_C = n_C * M(C) = 0,1598 моль * 12,01 г/моль ≈ 1,916 г

6. Состав смеси:
   Пусть x – масса этилбензола, тогда масса бензола будет (2,09 - x) г.
   Каждый из этих компонентов содержит углерод:
   - В бензоле (C6H6) 6 атомов углерода: 0,12 * (2,09 - x)
   - В этилбензоле (C8H10) 8 атомов углерода: 0,12 * x

   Тогда можно записать уравнение:
   6 * (2,09 - x) / 78,11 + 8 * x / 106,17 = 0,1598 моль

7. Подставим и решим уравнение для x:
   (2,09 - x) / 13,02 + x / 13,27 = 0,1598

8. Решаем уравнение:
   0,1598 * 13,27 = 2,09 - x + x
   x ≈ 1,29 г (масса этилбензола)

9. Массовая доля этилбензола:
   w_этилбензола = x / m_смеси = 1,29 г / 2,09 г ≈ 0,617

Ответ:
Массовая доля этилбензола в исходной смеси составляет примерно 61,7%.
от