Смесь пропана и пропена объёмом 2 л (н. у.) обесцветила 250 г бромной воды с массовой долей брома 3,2%. Рассчитайте объёмную долю каждого газа в смеси

Решение к задаче представлено в виде картинки и приложено к ответу

Для решения данной задачи нам понадобятся некоторые химические знания и уравнения реакций. Когда пропан (C3H8) и пропен (C3H6) взаимодействуют с бромной водой (HBrO), образуются соответствующие галогенные производные как показано ниже:

C3H8 + HBrO → C3H7Br + H2O

C3H6 + HBrO → C3H5Br + H2O

Мы знаем, что 250 г бромной воды содержат 3,2% массовой доли брома. Это означает, что масса брома в растворе составляет:

Масса брома = 250 г × 0,032 = 8 г

Затем мы используем уравнения реакций пропана и пропена с бромной водой, чтобы найти количество брома, которое было использовано для реакции с каждым из газов.

Для пропана:

Мольный коэффициент пропана (C3H8) = 1

Мольный коэффициент брома (C3H7Br) = 1

Это означает, что 1 моль пропана и 1 моль брома реагируют в соотношении 1:1. Следовательно, количество брома, которое реагировало с пропаном, составляет:

Мольное количество брома = 8 г / (молярная масса брома) = 8 г / 79,904 г/моль ≈ 0,1 моль

Для пропена:

Мольный коэффициент пропена (C3H6) = 1

Мольный коэффициент брома (C3H5Br) = 1

Следовательно, количество брома, которое реагировало с пропеном, также составляет 0,1 моль.

Важно отметить, что объемная доля каждого газа в смеси будет соответствовать объему каждого газа относительно общего объема смеси.

Рассмотрим пропан. Мы знаем, что объем пропана составляет 2 литра, а количество молей пропана равно 0,1 моль. Таким образом, подставив данные в уравнение состояния для газа, PV = nRT, мы можем выразить объем пропана:

V пропана = (n пропана × R × T) / P

P - давление (н. у.) = 1 атмосфера

R - газовая постоянная = 0,0821 л × атм / (моль × К)

T - температура в Кельвинах (н. у.) = 273 К

V пропана = (0,1 моль × 0,0821 л × атм / (моль × К) × 273 К) / 1 атмосфера ≈ 2 литра

Таким образом, объем пропана в смеси равен 2 литрам.

Аналогично рассчитаем объем пропена. Мы знаем, что объем смеси составляет 2 литра, и следовательно объем пропена составляет:

V пропена = V смеси - V пропана = 2 литра - 2 литра = 0 литра

Таким образом, объем пропена в смеси равен 0 литрам.

Теперь мы можем рассчитать объемную долю каждого газа в смеси, используя следующую формулу:

Объемная доля = (V газа / V смеси) × 100%

Для пропана:

Объемная доля пропана = (2 литра / 2 литра) × 100% = 100%

Для пропена:

Объемная доля пропена = (0 литров / 2 литра) × 100% = 0%

Таким образом, объемная доля пропана составляет 100%, а объемная доля пропена составляет 0%.