Смесь этанамина и этана пропустили через стакан с хлоридной кислотой, взятой в избытке. В результате этого масса стакана увеличилась на 9 г. Массовая доля этана в исходной смеси составляла 25%. Вычислите объем (мл) исходной газовой смеси (н. у.). Задачу решить с дано, подробным объяснением, если необходимо, то указать тип реакции, подробно формулы, используемые при решении задачи, их обозначения.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Дано:

увеличение массы стакана после реакции: 9 гмассовая доля этана в исходной смеси: 25%

Обозначим:

m - общая масса исходной смесиV - объем исходной газовой смесиm_этана - масса этана в исходной смесиm_амина - масса этанамина в исходной смеси

Масса газовой смеси после реакции:
m(после) = m(исходная) + 9

Составим уравнение реакции:
C2H6 + CH3NH2 + 4HCl → (CH3NH3)Cl2 + H2O

Так как хлоридная кислота в избытке, вся этиламинская основа будет присоединена к аминогруппе, выделяя воду.

Молярная масса этана (С2H6) = 212 + 61 = 30 г/моль
Молярная масса этанамина (CH3NH2) = 12 + 3 + 14 = 29 г/моль
Молярная масса HCl = 1 + 35,5 = 36,5 г/моль

Составим уравнение для масс:
m = n*M

Где n - количество вещества в молях, M - молярная масса вещества.

Из уравнения реакции видно, что 1 моль этана соединяется с 1 моль этанамина. Таким образом, масса этана в исходной смеси равна массе этанамина.

m_этана = m_амина

Тогда m = m_этана + m_амина

m = 0,25m + 0,25m = 0,5m

m(после) = 0,5m + 9

m(после) = 0,5m + 9
m + 9 = 0,5m + 9
m = 9 г

Теперь найдем количество вещества этана и этанамина в исходной смеси:

n_этана = m_этана / M_этана = m_этана / 30
n_амина = m_амина / M_амина = m_амина / 29

Сумма моль этана и этанамина равна половине молярной массы газовой смеси:

n_этана + n_амина = m / 29 + m / 30 = m / 22930 = m / 1740

Таким образом, объем в условиях нормального давления и температуры равен объему одного моля газа:

V = (m / 1740) * 22.4 л

Подставляем м:

V = (9 / 1740) * 22.4 = 0.1156 л = 115.6 мл

Итак, объем исходной газовой смеси равен 115.6 мл.