Question

Смесь этена и пропена с плотностью по водороду 17 при обычной температуре в темноте обработали избытком брома. Органические продукты реакции при нагревании растворили в 169,5 г раствора гидроксида калия с плотностью 1,13 г/мл и концентрацией щелочи 3 моль/л. После окончания всех реакций массовая доля щелочи уменьшилась до 4,841%. Рассчитайте объем исходной газовой смеси (н. у.) и массовые доли веществ в полученном растворе.

Answer 1

Дано:
ρсмеси/H2 = 17 m(KOH раствор) = 169.5 г ρ(KOH раствор) = 1.13 г/мл C(KOH) = 3 моль/л ω(KOH) конечная = 0.04841

Найти:
V(смесь), ω(KBr), ω(KOH), ω(H2O)

Решение:

Молярная масса смеси: M(смесь) = ρсмеси/H2 * M(H2) = 17 * 2 г/моль = 34 г/моль
Пусть в смеси x моль C2H4 и y моль C3H6. Тогда:
28x + 42y = 34(x+y)
6x = 8y
y = (3/4)x

Реакции бромирования:
C2H4 + Br2 = C2H4Br2 C3H6 + Br2 = C3H6Br2

Образовавшиеся дибромиды реагируют со щелочью:
C2H4Br2 + 4KOH = 2KBr + 2H2O + C2H4(OH)2 C3H6Br2 + 4KOH = 2KBr + 2H2O + C3H6(OH)2

Объем раствора КОН: V(KOH) = m(KOH раствор) / ρ(KOH раствор) = 169.5 г / 1.13 г/мл = 150 мл = 0.15 л

n(KOH) начальное = C(KOH) * V(KOH) = 3 моль/л * 0.15 л = 0.45 моль

m(KOH) начальное = 0.45 моль * 56 г/моль = 25.2 г

m(KOH) конечное = ω(KOH) конечная * m(KOH раствор) = 0.04841 * 169.5 г = 8.2 г

n(KOH) прореагировало = (25.2 г - 8.2 г) / 56 г/моль = 0.304 моль

n(Br2) = n(C2H4) + n(C3H6) = x + y = x + (3/4)x = (7/4)x n(KOH) прореагировало = 4 * n(Br2) = 4 * (7/4)x = 7x = 0.304 моль

x = 0.0434 моль (моли C2H4) y = (3/4) * 0.0434 моль = 0.0326 моль (моли C3H6)

n(смесь) = x + y = 0.076 моль V(смесь) = 0.076 моль * 22.4 л/моль = 1.7 л

n(KBr) = 2 * n(Br2) = 2 * (7/4)x = 3.5x = 3.5*0.0434 = 0.152 моль m(KBr) = 0.152 моль * 119 г/моль = 18.1 г m(H2O) = 18 г/моль * 2 * (7/4)x = 63 г m(KOH) = 8.2 г m(раствор) = 18.1 г + 8.2 г + 63 г = 89.3 г

ω(KBr) = 18.1 г / 89.3 г * 100% ≈ 20.3% ω(KOH) = 8.2 г / 89.3 г * 100% ≈ 9.2% ω(H2O) = 63 г / 89.3 г * 100% ≈ 70.5%

Ответ:
V(смесь) = 1.7 л ω(KBr) ≈ 20.3% ω(KOH) ≈ 9.2% ω(H2O) ≈ 70.5%