Газ, выделившийся в процессе дегидрирования 2,47 г смеси гептана и метилциклогексана до толуола, смешали с 900 мл ацетилена (н.у.) и пропустили над платиновым катализатором. После этого объем смеси стал 1004 мл. Найдите массовые доли каждого из углеводородов исходной смеси.
Answers & Comments
n(С₇H₁₆) = n(H₂)/4
пусть С₇H₁₆ -- х молей, тогда водорода выделится 4х молей
C₆H₁₁-CH₃→ C₆H₅-CH₃ + 3H₂
n(C₆H₁₁-CH₃) = n(H₂)/3
пусть (C₆H₁₁-CH₃) -- пусть у молей, тогда водорода выделится 3у молей
100х + 98у = 2,47г
Так как при гидратации ацетилена образуется 0,9л этана, то лишний останется 0.104 л водорода, тогда водорода выделилось:
C₂H₂+ 2H₂ = C₂H₆
n(C₂H₂) = n(H₂)/2
n(C₂H₂) = 0,9л/22,4 л/моль = 0,04 моль
n₁(H₂) = 2*n(C₂H₂) = 2*0,04 моль = 0,08 моль
0,08 моль -- прореагировало с ацетиленом
n₂(H₂) = (0,1004 - 0,9)/22,4л/моль = 0,0046 моль
n(H₂) = 0,08 моль + 0,0046 моль = 0,0846 моль -- общее кол-во молей выделилось водорода при дегидрировании.
100х + 98у = 2,47
4х + 3у = 0,0846
4х= 0,0846 - 3у
х = 0,02115 - 0,75у
100*(0,02115 - 0,75у) + 98 у = 2,47
2,115 - 75у + 98у = 2,47
23у =2,47-2,115 =0,355
у= 0,355:23
у = 0,0154 -- количество молей метилциклогексана
х = 0,02115 - 0,75*0,0154
х = 0,096 моль -- количество молей гептана
m(С₇H₁₆) = n*M = 0,096 моль * 100 г/моль = 0,96 г.
m((C₆H₁₁-CH₃) = n*M = 0,0154 моль *98 г/моль = 1,51 г.
ω(С₇H₁₆) = m(С₇H₁₆)/m(смеси)* 100% = 0,96 г/2,47 г*100% = 38,87% --массовая доля гептана
ω(C₆H₁₁-CH₃) = 1,51 г/2,47 г.*100% = 61,13% -- массовая доля метилциклогептана