Каковы массовые доли пропина и пропена в исходной смеси, если при сгорании образуется 40,32 л (н. у.) углекислого газа

Stanislav

31

Для решения данной задачи нам необходимо использовать принцип сохранения массы. Мы знаем, что образуется 40,32 л углекислого газа (CO2) и 27,9 г воды (H2O) при сгорании исходной смеси пропина (C3H6) и пропена (C3H8).

1. Начнем с расчета количества углекислого газа в исходной смеси. Для этого воспользуемся соотношением: одна молекула пропина сгорает до образования трех молекул углекислого газа. Таким образом, массовое соотношение между пропиной и углекислым газом составляет 1:3.

2. Вычислим количество моль углекислого газа. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

PV = nRT

где P - давление газа, V - его объем, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Поскольку мы знаем объем углекислого газа (40,32 л), а давление и температура не указаны, мы можем пренебречь этими значениями для данного расчета.

Подставим известные значения в уравнение: P * 40,32 = n * R * T

Так как константы давления (P) и температуры (T) равны, они сократятся и уравнение примет вид:

40,32 = n * R

n = 40,32 / R

Здесь R представляет собой значение универсальной газовой постоянной, которое составляет приблизительно 0,0821 л * атм / моль * K.

3. Расчитаем количество моль углекислого газа. Подставим значение R и выполним вычисления:

n = 40,32 / 0,0821

n ≈ 491,81 моль

4. Так как 1 моль пропинового газа при сгорании образует 3 моля углекислого газа, можно установить соотношение:

1 моль пропина : 3 моля углекислого газа = x моль пропина : 491,81 моль углекислого газа

Подставим известные значения и найдем х:

1/3 = x / 491,81

x = 491,81 / 3 ≈ 163,94 моль

5. Для расчета массовой доли каждого компонента найдем их массу. Для этого нам потребуется молярная масса пропина (C3H6) и пропена (C3H8).

Молярная масса пропина:
C: 12,01 г/моль * 3 = 36,03 г/моль
H: 1,01 г/моль * 6 = 6,06 г/моль
Всего: 36,03 г/моль + 6,06 г/моль = 42,09 г/моль

Молярная масса пропена:
C: 12,01 г/моль * 3 = 36,03 г/моль
H: 1,01 г/моль * 8 = 8,08 г/моль
Всего: 36,03 г/моль + 8,08 г/моль = 44,11 г/моль

6. Теперь мы можем вычислить массу пропина и пропена в исходной смеси:

Масса пропина = количество моль пропина * молярная масса пропина
= 163,94 моля * 42,09 г/моль ≈ 6 895,62 г

Масса пропена = количество моль пропена * молярная масса пропена
= (491,81 моль - 163,94 моль) * 44,11 г/моль ≈ 14 242,69 г

7. И, наконец, рассчитаем массовые доли пропина и пропена в исходной смеси:

Массовая доля пропина = (масса пропина / общая масса исходной смеси) * 100%
= (6 895,62 г / (6 895,62 г + 14 242,69 г)) * 100%
≈ 32,6%

Массовая доля пропена = (масса пропена / общая масса исходной смеси) * 100%
= (14 242,69 г / (6 895,62 г + 14 242,69 г)) * 100%
≈ 67,4%

Таким образом, массовая доля пропина в исходной смеси составляет приблизительно 32,6%, а массовая доля пропена - 67,4%.