Какие массовые доли стирола и фенола в исходной смеси массой 5 г можно вычислить при реакции с 14,4 г брома?

Liska

70

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать понятие эквивалентности реакций. Мы знаем, что для каждого моля брома, реагирующего с массой стирола или фенола, требуется один моль.

1. Найдем моль брома, используя его молярную массу:
\[ n_{Br_2} = \frac{m_{Br_2}}{M_{Br_2}} \]
Где \( m_{Br_2} \) - масса брома, \( M_{Br_2} \) - молярная масса брома.
Подставив значения:
\[ n_{Br_2} = \frac{14.4\, \text{г}}{159.8\, \text{г/моль}} \approx 0.09\, \text{моль} \]

2. Так как мы знаем, что каждый моль стирола или фенола реагирует с одним молем брома, найдем моль стирола и фенола, используя количество молей брома:
\[ n_{styrene} = n_{Br_2} \]
\[ n_{phenol} = n_{Br_2} \]
\[ n_{styrene} = n_{phenol} \approx 0.09\, \text{моль} \]

3. Найдем массу стирола и фенола, используя полученное количество молей:
\[ m_{styrene} = n_{styrene} \times M_{styrene} \]
\[ m_{phenol} = n_{phenol} \times M_{phenol} \]
Где \( M_{styrene} \) - молярная масса стирола, \( M_{phenol} \) - молярная масса фенола.
Значения молярных масс стирола и фенола:
\[ M_{styrene} \approx 104.15 \, \text{г/моль} \]
\[ M_{phenol} \approx 94.11 \, \text{г/моль} \]
Подставляя значения:
\[ m_{styrene} = 0.09\, \text{моль} \times 104.15\, \text{г/моль} \approx 9.37\, \text{г} \]
\[ m_{phenol} = 0.09\, \text{моль} \times 94.11\, \text{г/моль} \approx 8.47\, \text{г} \]

4. Наконец, можем вычислить массовые доли стирола и фенола в исходной смеси:
\[ \text{Mass fraction of styrene} = \frac{m_{styrene}}{m_{styrene} + m_{phenol}} \times 100\% \]
\[ \text{Mass fraction of phenol} = \frac{m_{phenol}}{m_{styrene} + m_{phenol}} \times 100\% \]
Подставим значения:
\[ \text{Mass fraction of styrene} = \frac{9.37\, \text{г}}{9.37\, \text{г} + 8.47\, \text{г}} \times 100\% \approx 52.54\% \]
\[ \text{Mass fraction of phenol} = \frac{8.47\, \text{г}}{9.37\, \text{г} + 8.47\, \text{г}} \times 100\% \approx 47.46\% \]

Таким образом, массовая доля стирола в исходной смеси составляет около 52.54%, а массовая доля фенола - около 47.46%.