Смесь бутина-2 и ацителена массой 3,16г при н.у. Занимает объем 2,24 л (н.у.).Вычислите массовые и объемные...

Для решения данной задачи нам необходимо определить массовые и объемные доли компонентов в смеси бутина-2 и ацителена.

1. Рассчитаем массовые доли компонентов: Молярная масса бутина-2 (C4H8) = 412 + 81 = 56 г/моль Молярная масса ацителена (C2H2) = 212 + 21 = 26 г/моль

Масса бутина-2: m1 = (56 г/моль / (56 г/моль + 26 г/моль)) * 3,16 г = 2,14 г

Масса ацителена: m2 = (26 г/моль / (56 г/моль + 26 г/моль)) * 3,16 г = 1,02 г

Массовая доля бутина-2: X1 = m1 / 3,16 г = 0,678 Массовая доля ацителена: X2 = m2 / 3,16 г = 0,322

1. Рассчитаем объемные доли компонентов: Объем бутина-2: V1 = 2,24 л 0,678 = 1,52 л Объем ацителена: V2 = 2,24 л 0,322 = 0,72 л

2. Рассчитаем плотность смеси по водороду: Плотность бутина-2: ρ1 = m1 / V1 = 2,14 г / 1,52 л = 1,41 г/л Плотность ацителена: ρ2 = m2 / V2 = 1,02 г / 0,72 л = 1,42 г/л

Общая плотность смеси по водороду: ρ = (m1 + m2) / (V1 + V2) = (2,14 г + 1,02 г) / (1,52 л + 0,72 л) = 3,16 г / 2,24 л = 1,41 г/л

Таким образом, массовая доля бутина-2 составляет 67,8%, а ацителена - 32,2%. Объемная доля бутина-2 - 67,8%, а ацителена - 32,2%. Плотность смеси по водороду равна 1,41 г/л.

Чтобы решить эту задачу, необходимо определить массовые и объемные доли компонентов в смеси, а затем рассчитать плотность смеси по водороду. Давайте разберемся с каждым этапом решения.

1. Определение состава смеси

У нас есть два углеводорода: бутин-2 ((C_4H_6)) и ацетилен ((C_2H_2)). Их молярные массы составляют:

• (C_4H_6): (4 \times 12 + 6 \times 1 = 54 \, \text{г/моль})
• (C_2H_2): (2 \times 12 + 2 \times 1 = 26 \, \text{г/моль})

Смесь занимает объем 2,24 л при нормальных условиях, что соответствует 0,1 молю газа (поскольку 1 моль газа при н.у. занимает 22,4 л).

Обозначим (x) — количество молей бутин-2, тогда количество молей ацетилена будет ((0,1 - x)).

2. Уравнение по массе

Масса смеси составляет 3,16 г, поэтому можем записать уравнение: [54x + 26(0,1 - x) = 3,16]

Раскроем скобки и упростим: [54x + 2,6 - 26x = 3,16] [28x = 0,56] [x = \frac{0,56}{28} = 0,02]

Таким образом, в смеси 0,02 моль бутин-2 и 0,08 моль ацетилена.

3. Массовые доли

Теперь вычислим массы каждого компонента:

• Масса бутин-2: (0,02 \times 54 = 1,08 \, \text{г})
• Масса ацетилена: (0,08 \times 26 = 2,08 \, \text{г})

Массовые доли:

• Бутин-2: (\frac{1,08}{3,16} \approx 0,342) или 34,2%
• Ацетилен: (\frac{2,08}{3,16} \approx 0,658) или 65,8%

4. Объемные доли

Поскольку число молей пропорционально объему при н.у.:

• Объемная доля бутин-2: (\frac{0,02}{0,1} = 0,2) или 20%
• Объемная доля ацетилена: (\frac{0,08}{0,1} = 0,8) или 80%

5. Плотность смеси по водороду

Плотность по водороду рассчитывается как отношение молярной массы смеси к молярной массе водорода ((H_2 = 2\, \text{г/моль})).

Молярная масса смеси: [ \text{Молярная масса смеси} = 54 \times 0,2 + 26 \times 0,8 = 30,8 \, \text{г/моль} ]

Плотность по водороду: [ \frac{30,8}{2} = 15,4 ]

Таким образом, плотность смеси по водороду составляет 15,4.