Какая масса 2-метилбутана была использована для реакции, если после дегидрирования получено 20 г изопрена, которые

Тимур

33

Для решения этой задачи, нам понадобятся некоторые химические знания и уравнения реакций.

1) Начнем с уравнения реакции дегидрирования, которое показывает превращение 2-метилбутана в изопрен:
\[C_5H_{12} \rightarrow C_5H_{8} + H_2\]
В данном случае, одна молекула 2-метилбутана превращается в одну молекулу изопрена и одну молекулу водорода.

2) Из условия задачи нам известно, что было получено 20 г изопрена. Мы можем использовать молярную массу изопрена, чтобы перевести это значение в количество вещества.
Молярная масса изопрена (C5H8) равна 68 г/моль. Таким образом, количество вещества изопрена можно посчитать так:
\[n = \frac{{m_{изопрен}}}{M_{изопрен}} = \frac{{20 \, г}}{68 \, г/моль} \approx 0.294 \, моль\]

3) Теперь нам нужно использовать бромную воду (HBr) для превращения изопрена в тетрабромопропан. Это реакция присоединения брома к двойной связи:
\[C_5H_{8} + Br_2 \rightarrow C_5H_{8}Br_2\]
Для этой реакции требуется 1 моль изопрена и 1 моль брома для образования 1 моль тетрабромопропана.

4) Теперь мы знаем, что было получено 58,2 г тетрабромопропана. Для вычисления количества использованного изопрена, мы опять используем его молярную массу.
Молярная масса тетрабромопропана (C5H8Br2) составляет 319 г/моль. Следовательно, количество вещества тетрабромопропана:
\[n = \frac{{m_{тетрабромопропан}}}{M_{тетрабромопропан}} = \frac{{58,2 \, г}}{319 \, г/моль} \approx 0.182 \, моль\]

5) Исходя из реакции дегидрирования и присоединения брома, мы знаем, что 1 моль изопрена превращается в 1 моль тетрабромопропана.
Затем, используя коеффициенты стехиометрии реакции дегидрирования, мы можем сопоставить количество вещества изопрена и 2-метилбутана. В данном случае, оба соединения содержат по 5 атомов углерода, поэтому используем отношение мольного соотношения:
\[\frac{{0.182 \, моль \, 2-метилбутана}}{{1 \, моль \, изопрена}} = \frac{{0.182 \, моль \, 2-метилбутана}}{{0.294 \, моль \, изопрена}} = 0.619\]

Итак, масса 2-метилбутана, использованного для реакции, составляет 0.619 раза массы изопрена. Для вычисления этой массы, мы можем использовать массу изопрена (20 г) и умножить ее на коэффициент:
\[m = 0.619 \times 20 \, г \approx 12.38 \, г\]

Таким образом, масса 2-метилбутана, использованного для этой реакции, составляет примерно 12.38 г.