Рішення: Расчет массовой доли бутана в исходной смеси
У закритий реактор помістили суміш масою 100 г, що складалася з бутану, бут-1-ину та бут-2-ину. До неї додали водень, потрібний для повного гідрування алкінів. Після гідрування в реакторі містився бутан масою 106 г. Обчисліть масову частку (%) бутану в суміші з алкінами.
Рішення по кроках
6 кроківЗапишем уравнение реакции полного гидрирования алкинов (бут-1-ина и бут-2-ина, оба имеют формулу C₄H₆) до бутана (C₄H₁₀).
$$C₄H₆ + 2H₂ \rightarrow C₄H₁₀$$Согласно закону сохранения массы, масса продуктов равна массе реагентов. Увеличение массы смеси произошло за счет присоединения водорода. Найдем массу водорода, вступившего в реакцию.
$$m(H₂) = m_{конечная} - m_{начальная} = 106 г - 100 г = 6 г$$Вычислим молярные массы водорода и бутинов. M(H₂) = 2 г/моль. M(C₄H₆) = 4 × 12 + 6 × 1 = 54 г/моль.
Используя уравнение реакции, определим массу алкинов, прореагировавших с 6 г водорода. Из уравнения видно, что 2 моль H₂ (4 г) реагируют с 1 моль C₄H₆ (54 г). Составим пропорцию.
$$\frac{6 \text{ г } (H₂)}{4 \text{ г } (H₂)} = \frac{m(C₄H₆)}{54 \text{ г } (C₄H₆)}$$Из пропорции находим массу алкинов в исходной смеси: $m(C₄H₆) = \frac{6 \times 54}{4} = 81$ г. Это общая масса бут-1-ина и бут-2-ина.
Найдем массу бутана в исходной смеси, вычитая массу алкинов из общей массы смеси: $m(C₄H₁₀)_{исходный} = 100 г - 81 г = 19$ г. Массовая доля бутана в исходной смеси составляет (19 г / 100 г) × 100% = 19%.