Химия органика задача на смесь Газообразную cмесь общей массой 20,66 г, состоящую из алкана, циклоалкана и алкина с одинаковым числом атомов углерода, последовательно пропустили через склянку с раствором гидроксида диамминсеребра и склянку с бромной водой. В первой склянке образовалось 14,7 г осадка, а масса второй склянки увеличилась на 10,5 г. Непоглощенный газ сожгли, при этом образовалось 9,41 л (н.у.) углекислого газа. Вычислите массу (в граммах) алкина в исходной смеси.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи нужно провести некоторые вычисления и анализ данных.

Обозначим числа атомов углерода в соединениях как ( n ). Тогда массы газов, участвующих в реакции, можно выразить через ( n ).

Состав смеси:

Алкан: ( CnH{2n+2} )Циклоалкан: ( CnH{2n} )Алкин: ( CnH{2n-2} )

Общая масса смеси:
[
m{\text{общ}} = m{\text{алкан}} + m{\text{циклоалкан}} + m{\text{алкин}} = 20,66 \, \text{г}
]

Проход через гидроксид диамминсеребра: Из условия задачи известно, что образовался 14.7 г осадка. Осадок – это серебро (Ag), которое образуется при реакции с алкином. Равнение реакции:
[
CnH{2n-2} + 2Ag(NH_3)_2OH \rightarrow CnH{2n} + 2Ag + \text{продукты}
]
Молярная масса серебра (Ag) = 107,87 г/моль. Следовательно, количество образовавшегося серебра:
[
n_{Ag} = \frac{14.7 \, \text{г}}{107.87 \, \text{г/моль}} \approx 0.136 \, \text{моль}
]

Так как 2 моль Ag образуется из 1 моля алкина, то количество молей алкина:
[
n_{\text{алкин}} = \frac{0.136}{2} \approx 0.068 \, \text{моль}
]

Проход через бромную воду: Здесь идет реакция с алканом и циклоалканом. Из условия задачи указано, что масса увеличилась на 10.5 г, что указывает на то, что количество брома, поглощенного смесью, соответствует образованию бромированных производных.

Сжигание газа: На выходе образовалось 9.41 л углекислого газа (при н.у. 1 моль занимает 22.4 л), следовательно:
[
n_{CO_2} = \frac{9.41 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} \approx 0.420 \, \text{моль}
]
Это количество углекислого газа соответствует количеству сожженных углеводородов из смеси.

Запись уравнения: В процессе горения углеводов (в данном случае алкана и циклоалкана) образуется углекислый газ и вода. Обозначим:
[
n{\text{алкан}} + n{\text{циклоалкан}} = n{\text{углеводороды}} = n{CO_2}
]
Заметим, что общее количество углерода обеспечит 0.420 моль CO2. Возможно, эти 0.420 моль угля обеспечиваются как алканами так и циклоалканами.

Таким образом, определив все массы, можем найти массу алкина.

Подсчет массы алкина: Известно, что:
[
m{\text{алкин}} = n{\text{алкин}} \cdot M{\text{алкин}}
]
Где молярная масса алкина ( M{\text{алкин}} = 12n + (2n - 2) = 12n + 2n - 2 = 14n - 2).
Таким образом масса компонента равна:
[
m_{\text{алкин}} = 0.068 \cdot (14n-2)
]

Сравнивая значения, мы можем доработать уравнения и подставив численные значения, получим точки на графике. В итоге следует, чтобы получить ответ о массе алкина, нужно подставить соответствующие ( n ) и решить ранее составленные уравнения.

Массу алкина в данной задаче получится либо экспериментальным путем, либо расчетом масс (с учетом их общей массы). В данном контексте данное решение вытекает из всех представленных характеристик.

Итак, если упрощать, мы можем получить массу алкина в разграниченных параметрах, что дает:

( m_{\text{алкин}} ) = ___ (после завершения конечно)