Дано:
m(смеси) = 41,5 г
V(Ne) = 11,2 дм³ = 11,2 * 10^-3 м³
ρ(смеси) / ρ(H₂) = 6,13
M(C₂H₅OH) = 46 г/моль
M(C₃H₇OH) = 60 г/моль
M(Ne) = 20 г/моль
M(H₂) = 2 г/моль
Найти:
ω(C₂H₅OH) - массовая доля этилового спирта
ω(C₃H₇OH) - массовая доля пропилового спирта
Решение:
Найдем массу неона: m(Ne) = V(Ne) * M(Ne) / 22,4 = 11,2 * 10^-3 * 20 / 22,4 = 0,1 г
Найдем молярную массу смеси: M(смеси) = ρ(смеси) * M(H₂) / ρ(H₂) = 6,13 * 2 = 12,26 г/моль
Найдем массу водорода в смеси: m(H₂) = M(смеси) - m(Ne) = 12,26 - 0,1 = 12,16 г
Найдем количество вещества водорода: n(H₂) = m(H₂) / M(H₂) = 12,16 / 2 = 6,08 моль
Составим уравнения реакций спиртов с натрием: 2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂ 2C₃H₇OH + 2Na → 2C₃H₇ONa + H₂
Из уравнений видно, что 1 моль водорода образуется при взаимодействии 2 моль этилового спирта или 2 моль пропилового спирта. Найдем общее количество вещества спиртов: n(спиртов) = 2 * n(H₂) = 2 * 6,08 = 12,16 моль
Пусть x - количество вещества этилового спирта, тогда (12,16 - x) - количество вещества пропилового спирта.
Составим уравнение для массы смеси: 46x + 60(12,16 - x) = 41,5
Решим уравнение: x = 6,4 моль n(C₃H₇OH) = 12,16 - 6,4 = 5,76 моль
Найдем массы спиртов: m(C₂H₅OH) = n(C₂H₅OH) * M(C₂H₅OH) = 6,4 * 46 = 294,4 г m(C₃H₇OH) = n(C₃H₇OH) * M(C₃H₇OH) = 5,76 * 60 = 345,6 г
Найдем массовые доли спиртов: ω(C₂H₅OH) = m(C₂H₅OH) / m(смеси) = 294,4 / 41,5 = 7,08 ω(C₃H₇OH) = m(C₃H₇OH) / m(смеси) = 345,6 / 41,5 = 8,32
Ответ:
ω(C₂H₅OH) = 7,08
ω(C₃H₇OH) = 8,32