Каковы объемные доли пропена и этилена в смеси массой 20,3г, которая была бромирована с использованием 64г брома?

Belochka_617

50

Чтобы решить данную задачу, мы можем воспользоваться методом растворов или методом молярных соотношений. Давайте рассмотрим оба подхода.

Метод растворов:
1. Найдем массу брома, затраченного на бромирование смеси. Массовая доля брома в бромированной смеси будет равна отношению массы брома к общей массе смеси:
\[массовая \;доля \;Br_2 = \frac{масса \;Br_2}{масса \;смеси} = \frac{64г}{20,3г} = 3.15\]
2. Так как бром считается положительным элементом, то сумма массовых долей пропена и этилена также должна быть равна 1. Поэтому массовая доля пропена можно найти как разность 1 и массовой долей брома:
\[массовая \;доля \;C_3H_6 = 1 - массовая \;доля \;Br_2 = 1 - 3.15 = -2.15\]
3. Аналогично, массовую долю этилена можно вычислить:
\[массовая \;доля \;C_2H_4 = 1 - массовая \;доля \;Br_2 = 1 - 3.15 = -2.15\]
Обратите внимание, что полученные значения отрицательны, что невозможно, поэтому метод растворов в данном случае не дает решения.

Метод молярных соотношений:
1. Найдем количество вещества брома, затраченного на бромирование. Используя молярную массу брома и массу брома, которая была использована, мы можем найти количество вещества брома:
\[моль \;Br_2 = \frac{масса \;Br_2}{молярная \;масса \;Br_2} = \frac{64г}{159.808 г/моль} = 0.40 моль\]
2. Общее количество вещества в смеси будет равно сумме количеств вещества пропена и количества вещества этилена:
\[общее \;количество \;вещества = количество \;вещества \;C_3H_6 + количество \;вещества \;C_2H_4\]
Чтобы найти отдельные количества вещества, нам необходимо знать молярные соотношения между бром и пропеном, а также между бром и этиленом. Давайте предположим, что для каждого бромирования каждый углеродный атом в пропене и этилене связывается с одним атомом брома. Тогда молярное соотношение между бромом и пропеном будет 1:1, а между бромом и этиленом - 1:2.
3. Теперь мы можем записать уравнение молярных соотношений:
\[0.40 моль \;Br_2 = количество \;вещества \;C_3H_6 + 2 \cdot количество \;вещества \;C_2H_4\]
4. Мы знаем, что объемные доли пропена и этилена в смеси равны отношениям их количеств вещества к общему количеству вещества в смеси. Поэтому, чтобы найти объемные доли, нам нужно разделить количество вещества каждого соединения на общее количество вещества:
\[объемная \;доля \;C_3H_6 = \frac{количество \;вещества \;C_3H_6}{общее \;количество \;вещества} = \frac{0.40}{0.40+2\cdot0.40} = \frac{0.40}{1.20} = 0.33\]
\[объемная \;доля \;C_2H_4 = \frac{количество \;вещества \;C_2H_4}{общее \;количество \;вещества} = \frac{2 \cdot 0.40}{1.20} = \frac{0.80}{1.20} = 0.67\]
Таким образом, объемная доля пропена в смеси составляет 0.33 (или 33%), а объемная доля этилена - 0.67 (или 67%).

Обратите внимание, что данный подход корректно работает, так как у нас имеется информация о молярных соотношениях между реагентами. Если бы данная информация отсутствовала, решение задачи было бы невозможно.