Вычисление объёмных долей пропена и этилена при бромировании
Для бромирования смеси пропена и этилена массой 20,3 г потребовался бром массой 64 г. Вычислите объёмные доли пропена и этилена в исходной смеси.
Дано
`m(смеси) = 20.3 text{ г}`
`m(Br_2) = 64 text{ г}`
Найти
`φ(C_3H_6) = text{ ?}`
`φ(C_2H_4) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения реакций бромирования:
`C_3H_6 + Br_2 = C_3H_6Br_2`
`C_2H_4 + Br_2 = C_2H_4Br_2`
Найдём количество вещества брома, вступившего в реакцию:
`n(Br_2) = (m(Br_2))/(M(Br_2)) = 64/160 = 0.4 text{ моль}`
Пусть:
`n(C_3H_6) = x`
`n(C_2H_4) = y`
Согласно уравнениям реакций, общее количество вещества брома:
`n(Br_2) = x + y = 0.4`
Масса исходной смеси:
`m(смеси) = n(C_3H_6)*M(C_3H_6) + n(C_2H_4)*M(C_2H_4) = 42*x + 28*y = 20.3`
Решим систему уравнений:
`{(x + y = 0.4),(42*x + 28*y = 20.3):}`
`{(x = 0.4 - y),(42*(0.4 - y) + 28*y = 20.3):}`
`16.8 - 42*y + 28*y = 20.3`
`14*y = 3.5`
`y = 0.25 text{ моль}`
`x = 0.4 - 0.25 = 0.15 text{ моль}`
Найдём объёмы газов при н.у.:
`V(C_3H_6) = n(C_3H_6)*V_m = 0.15*22.4 = 3.36 text{ л}`
`V(C_2H_4) = n(C_2H_4)*V_m = 0.25*22.4 = 5.6 text{ л}`
Найдём общий объём смеси:
`V(смеси) = V(C_3H_6) + V(C_2H_4) = 3.36 + 5.6 = 8.96 text{ л}`
Вычислим объёмные доли газов:
`φ(C_3H_6) = (100*V(C_3H_6))/(V(смеси)) = (100*3.36)/8.96 = 37.5%`
`φ(C_2H_4) = (100*V(C_2H_4))/(V(смеси)) = (100*5.6)/8.96 = 62.5%`
Ответ
`φ(C_3H_6) = 37.5%`
`φ(C_2H_4) = 62.5%`