Смесь этана, этилена и ацетилена объемом 3,36 л (н. у.) пропускают через раствор брома в четыреххлористом углероде с неизвестной массовой долей. объем газов уменьшился до 1,12 л, количество брома в растворе стало 0,04 моль. определите начальное количество брома в растворе, если в исходной смеси молярное соотношение этилена и ацетилена 1: 1. вычислите объемные доли газов в исходной смеси.
Из условия задачи мы знаем, что начальный объем смеси газов составляет 3,36 л (н. у.) и уменьшается до 1,12 л после прохождения через раствор брома. То есть, объем газов уменьшается на 3,36 - 1,12 = 2,24 л (н. у.).
Мы также знаем, что количество брома в растворе после прохождения смеси газов составляет 0,04 моль.
Теперь мы можем использовать закон Дальтона, который утверждает, что сумма парциальных давлений каждого газа в смеси равна общему давлению смеси. Используя этот закон, мы можем найти парциальное давление каждого газа в исходной смеси.
Пусть p1, p2 и p3 - парциальные давления этана, этилена и ацетилена соответственно.
Так как молярное соотношение этилена и ацетилена 1:1, то пусть количество этилена и ацетилена в исходной смеси равно x молей каждого газа.
Тогда количество этана в исходной смеси составляет 3,36 - 2x молей (поскольку объем газов уменьшается на 2,24 л (н. у.), и каждый газ занимает x л (н. у.)).
Теперь мы можем записать уравнение, используя парциальные давления и молевые доли:
p1 = x / (3,36 - 2x) * p - давление этана в исходной смеси
p2 = x / (3,36 - 2x) * p - давление этилена в исходной смеси
p3 = x / (3,36 - 2x) * p - давление ацетилена в исходной смеси
Где p - общее давление смеси газов.
Теперь, когда у нас есть уравнение для парциальных давлений каждого газа, их сумма должна быть равна общему давлению смеси. Подставляя значения парциальных давлений и общего давления смеси, мы можем получить уравнение:
p1 + p2 + p3 = p
x / (3,36 - 2x) * p + x / (3,36 - 2x) * p + x / (3,36 - 2x) * p = p
Теперь мы можем найти значение x, которое представляет количество молей этилена и ацетилена в исходной смеси.
Решив это уравнение, мы получим, что x = 0.01 моль.
Теперь, чтобы найти объемный состав каждого газа в исходной смеси, мы можем использовать следующее уравнение:
объемная доля = количество молей газа / общее количество молей газов в смеси
Таким образом, объемная доля этана будет равна (3,36 - 2 * 0.01) / 3,36 = 0.988, или 98,8% (округлив до одного знака после запятой).
Объемная доля этилена и ацетилена будет равна 0.01 / 3,36 = 0.00298, или 0,3% (округленное значение до одного знака после запятой) для каждого газа.
Таким образом, начальное количество брома в растворе будет равно 0,04 моль.
Итак, начальное количество брома в растворе составляет 0,04 моль, а объемные доли газов в исходной смеси: этана - 98,8%, этилена и ацетилена - 0,3% каждого газа.
Надеюсь, это решение понятно и полезно вам!