Смесь этана, пропена и ацетилена занимает объем 448 мл (н. у.) и может обесцветить 40 мл 5%-ного раствора брома в четыреххлористом углероде (плотность 1,6 г/мл). Углекислый газ, образующийся при полном сгорании такого же объема исходной смеси, можно поглотить 5 мл 40%-ного раствора едкого кали (плотность 1,4 г/мл) с образованием кислой соли. Определите объемные доли газов в смеси.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем количество вещества газов, которые содержатся в исходной смеси.

Найдем количество вещества брома, обесцветившего раствор:

n(Br2) = m(Br2) / M(Br2) = 40 мл 0.05 1.6 г/мл / 159.8 г/моль = 0.025 моль

Найдем количество вещества едкого калия, поглотившего диоксид углерода:

n(KOH) = m(KOH) / M(KOH) = 5 мл 0.40 1.4 г/мл / 56.1 г/моль = 0.05 моль

Найдем количество углекислого газа, образовавшегося при сгорании 448 мл исходной смеси:

n(CO2) = n(KOH) = 0.05 моль

Теперь можем определить количество вещества газов в исходной смеси:

n(C2H6) + n(C3H6) + n(C2H2) = V(смесь) / Vm(смесь) = 448 мл / 22400 мл/моль = 0.02 моль

Выразим количество вещества углеводородов через него:

n(C2H6) = x(C2H6) n(смесь)
n(C3H6) = x(C3H6) n(смесь)
n(C2H2) = x(C2H2) * n(смесь)

где x(C2H6), x(C3H6), x(C2H2) - объемные доли газов в смеси.

Составим систему уравнений:

2x(C2H6) + 3x(C3H6) + 2x(C2H2) = 0.02

x(C2H6) + x(C3H6) + x(C2H2) = 1

Решим систему уравнений и найдем объемные доли газов в смеси:

x(C2H6) ≈ 0.12
x(C3H6) ≈ 0.24
x(C2H2) ≈ 0.64

Итак, объемные доли газов в смеси: 12% этана, 24% пропена и 64% ацетилена.