При гидрировании ацителена объемом 672 мл $нормальныеусловия$получили смесь этана и этилена,которая...

Массовая доля каждого углеводорода в смеси можно рассчитать по формуле:

Массовая доля = $массауглеводорода/общаямассасмеси$ * 100%

Для начала определим массу углеводородов в смеси, используя информацию о массе раствора брома $40г$ и его массовой доле $4$. Масса брома в растворе равна 40 г, а так как массовая доля брома составляет 4%, то масса углеводородов в смеси будет равна 1000 г $100$ = 960 г.

Теперь определим массовые доли каждого углеводорода в смеси:

1. Этан $C2H6$: Масса углерода в этане: 2 12 = 24 г Масса водорода в этане: 6 1 = 6 г Общая масса этана: 24 г + 6 г = 30 г

Массовая доля этана = $30г/960г$ * 100% ≈ 3.125%

1. Этилен $C2H4$: Масса углерода в этилене: 2 12 = 24 г Масса водорода в этилене: 4 1 = 4 г Общая масса этилена: 24 г + 4 г = 28 г

Массовая доля этилена = $28г/960г$ * 100% ≈ 2.916%

Таким образом, в полученной смеси углеводородов массовая доля этана составляет примерно 3.125%, а массовая доля этилена - примерно 2.916%.

Для решения этой задачи мы можем использовать закон Дальтона частичных давлений.

Сначала определим количество вещества каждого из углеводородов в смеси. Пусть масса этана в смеси составляет x г, а масса этилена - $40-x$ г.

Молярная масса этана $C2H6$ = 212 + 61 = 30 г/моль Молярная масса этилена $C2H4$ = 212 + 41 = 28 г/моль

Теперь рассчитаем количество вещества каждого углеводорода: n$этана$ = x / 30 n$этилена$ = $40-x$ / 28

Согласно закону Дальтона, частичное давление каждого газа в смеси равно произведению его молярной доли на общее давление смеси. В нашем случае частичные давления этана и этилена равны 0,04 атм $4$.

P$этана$ = 0,04 P P$этилена$ = 0,04 P

Где P - общее давление смеси.

Теперь мы можем записать уравнения для частичных давлений: P$этана$ = n$этана$ R T / V = $x/30$ R T / V P$этилена$ = n$этилена$ R T / V = $(40-x$ / 28) R T / V

Поскольку частичные давления равны, мы можем записать уравнение: $x/30$ R T / V = $(40-x$ / 28) R T / V

Отсюда x = 20

Таким образом, массовая доля этана в смеси составляет 20 г / 40 г = 0,5 или 50% Массовая доля этилена будет равна 1 - 0,5 = 0,5 или 50%

Итак, массовые доли углеводородов в полученной смеси равны 50% для этана и 50% для этилена.

Для решения этой задачи по химии необходимо выполнить несколько последовательных шагов. Рассмотрим их подробнее.

1. Запись уравнений реакций:

Ацетилен $C₂H₂$ может гидрироваться по двум возможным реакциям:

1. Частичное гидрирование до этилена $C₂H₄$: $\text{C₂H₂ + H₂}\to \text{C₂H₄}$

2. Полное гидрирование до этана $C₂H₆$: $\text{C₂H₂ + 2H₂}\to \text{C₂H₆}$

2. Объем ацетилена:

Объем ацетилена при нормальных условиях $н.у.=0°Cи1атм$ равен 672 мл или 0.672 литра. Напомним, что 1 моль любого газа при н.у. занимает 22.4 литра. Следовательно, количество молей ацетилена можно найти, разделив объем газа на молярный объем:

$n(\text{C₂H₂})=\frac{0.672\text{л}}{22.4\text{л/моль}}=0.03\text{моль}$

3. Масса брома в растворе:

Масса раствора брома в тетрахлориде углерода составляет 40 г, при этом массовая доля брома в растворе составляет 4%. Рассчитаем массу брома:

$m(\text{Br₂})=40\text{г}\times 0.04=1.6\text{г}$

4. Реакция смеси углеводородов с бромом:

Этилен $C₂H₄$ реагирует с бромом, обесцвечивая его:

$\text{C₂H₄ + Br₂}\to \text{C₂H₄Br₂}$

Этан $C₂H₆$ с бромом не реагирует.

Посчитаем количество молей брома:

Молярная масса Br₂ = 2 × 79.9 = 159.8 г/моль

$n(\text{Br₂})=\frac{1.6\text{г}}{159.8\text{г/моль}}=0.01\text{моль}$

Значит, количество этилена в смеси составит 0.01 моль, так как реакция идет 1:1.

5. Количество молей этана:

Общее количество молей углеводородов равно 0.03 моль $равноколичествумолейацетилена$. Из них 0.01 моль приходится на этилен, а оставшиеся молекулы – это этан. Следовательно, количество молей этана:

$n(\text{C₂H₆})=0.03-0.01=0.02\text{моль}$

6. Массы углеводородов:

Теперь найдем массы этилена и этана. Молярная масса этилена $C₂H₄$ = 28 г/моль, молярная масса этана $C₂H₆$ = 30 г/моль.

Для этилена:

$m(\text{C₂H₄})=0.01\text{моль}\times 28\text{г/моль}=0.28\text{г}$

Для этана:

$m(\text{C₂H₆})=0.02\text{моль}\times 30\text{г/моль}=0.6\text{г}$

7. Массовые доли углеводородов в смеси:

Общая масса смеси углеводородов:

$m_{\text{смеси}}=0.28\text{г}+0.6\text{г}=0.88\text{г}$

Массовая доля этилена:

$\omega (\text{C₂H₄})=\frac{0.28\text{г}}{0.88\text{г}}\times 100\mathrm{\%}=31.8\mathrm{\%}$

Массовая доля этана:

$\omega (\text{C₂H₆})=\frac{0.6\text{г}}{0.88\text{г}}\times 100\mathrm{\%}=68.2\mathrm{\%}$

Таким образом, массовые доли углеводородов в полученной смеси составляют 31.8% для этилена и 68.2% для этана.