Дано:
- Масса смеси этилена и диенового углеводорода: 7,6 г
- Объем раствора брома: 148,1 мл
- Массовая доля брома в растворе: 15%
- Плотность раствора брома: 1,8 г/мл
- Образующийся при сжигании смеси объем воды: 9 г
Найти:
Структурную формулу диенового углеводорода.
Решение:
1. Рассчитаем массу брома в растворе.
Масса брома = объем раствора * плотность раствора * массовая доля брома
Масса брома = 148,1 мл * 1,8 г/мл * 0,15 = 39,78 г
2. Определим количество брома в молях.
Молярная масса брома (Br) = 80 г/моль.
Количество моль брома = масса брома / молярная масса брома
Количество моль брома = 39,78 г / 80 г/моль = 0,497 моль
3. Учитывая реакцию присоединения брома к двойным связям, определим количество двусвязей в смеси.
Каждая двойная связь обесцвечивает 1 моль брома, значит, в смеси присутствует 0,497 моль двойных связей.
4. Теперь найдем количество углерода и водорода в сжигаемой смеси. Из данных о сгорании известно, что образуется 9 г воды.
Молярная масса воды (H2O) = 18 г/моль.
Количество моль воды = 9 г / 18 г/моль = 0,5 моль
5. Так как при сгорании каждого моль углеводорода образуется 1 моль воды (по уравнению), следует, что для полного сгорания углеводородов требуется 0,5 моль водорода.
6. Определим количество атомов водорода:
Количество водорода, отвечающее за образование 0,5 моль воды, составляет 0,5 моль H2, то есть 1 моль H.
Водород в соединениях этилена и диенового углеводорода можно записать как x (число атомов водорода).
7. Углероды из смеси можно оценить через количество атомов углерода.
Пусть y - это количество углеродов в каждом компоненте смеси. В случае с этиленом C2H4, он содержит 2 углерода и 4 водорода.
8. Проведем расчет общего числа атомов углерода:
Общая формула для углеводорода может выглядеть как CxHy, где для этилена мы имеем:
2n + m = y,
где n - число моль этилена, m - число моль диенового углеводорода, y - общее количество углеродов.
9. Теперь нужно найти возможные структурные формулы диенового углеводорода. Мы знаем, что у нас имеется 0,497 моль брома, который соответствует количеству двойных связей в структуре.
10. Сравнив все данные, мы можем предположить, что диеновый углеводород - это изопрен C5H8, который имеет две двойные связи, а аналогичная структура может быть представлена как CH2=C(CH3)-CH=CH2.
Ответ:
Структурная формула диенового углеводорода - изопрен (C5H8).