Question

8,96 л смеси этена и пропена (н. у.) с плотностью по кислороду 1,039 смешали с избытком хлороводорода. После окончания всех реакций полученную смесь обработали при нагревании 168 г водного раствора гидроксида натрия с плотностью 1,2 г/мл и молярной концентрацией щелочи 5 моль/л. В результате получили раствор, в котором массовая доля щелочи оказалась в 4,157 раз меньше, чем в исходном растворе. Определите массовые доли веществ в конечном растворе.

Answer 1

Дано:
V(смесь) = 8.96 л ρ(смесь)/O2 = 1.039 m(NaOH раствор) = 168 г ρ(NaOH раствор) = 1.2 г/мл C(NaOH) = 5 моль/л ω(NaOH) конечная = ω(NaOH) начальная / 4.157

Найти:
ω(NaCl), ω(NaOH), ω(H2O) в конечном растворе

Решение:

Молярная масса смеси: M(смесь) = ρ(смесь)/O2 * M(O2) = 1.039 * 32 г/моль = 33.25 г/моль
Пусть x моль C2H4 и y моль C3H6. Тогда:
28x + 42y = 33.25(x+y)
5.25x = 8.75y
y = 0.6x

Реакции с HCl:
C2H4 + HCl = C2H5Cl C3H6 + HCl = C3H7Cl

Реакции с NaOH:
C2H5Cl + NaOH = NaCl + C2H5OH + H2O C3H7Cl + NaOH = NaCl + C3H7OH + H2O

V(NaOH раствор) = m(NaOH раствор) / ρ(NaOH раствор) = 168 г / 1.2 г/мл = 140 мл = 0.14 л n(NaOH) начальное = C(NaOH) * V(NaOH раствор) = 5 моль/л * 0.14 л = 0.7 моль

m(NaOH) начальное = 0.7 моль * 40 г/моль = 28 г ω(NaOH) начальная = 28 г / 168 г = 0.1667 ω(NaOH) конечная = 0.1667 / 4.157 = 0.04 m(NaOH) конечное = 0.04 * 168 г = 6.72 г

n(NaOH) прореагировало = 0.7 моль - (6.72 г / 40 г/моль) = 0.532 моль

n(галоидалканы) = n(NaOH) прореагировало = 0.532 моль n(смесь) = x + y = x + 0.6x = 1.6x = 8.96 л / 22.4 л/моль = 0.4 моль

x = 0.25 моль (моли C2H4) y = 0.15 моль (моли C3H6)

n(NaCl) = n(галоидалканы) = 0.4 моль m(NaCl) = 0.4 моль * 58.5 г/моль = 23.4 г

m(H2O) ≈ 168 г - 23.4 г - 6.72 г = 137.9 г

ω(NaCl) = 23.4 г / (23.4 г + 6.72 г + 137.9 г) * 100% ≈ 13.5% ω(NaOH) = 6.72 г / (23.4 г + 6.72 г + 137.9 г) * 100% ≈ 3.9% ω(H2O) = 137.9 г / (23.4 г + 6.72 г + 137.9 г) * 100% ≈ 82.6%

Ответ:
ω(NaCl) ≈ 13.5% ω(NaOH) ≈ 3.9% ω(H2O) ≈ 82.6%