Смесь бензола и стирола максимально может обесцветить 50 г бромной воды с массовой долей брома 3.2%. при пропускании углекислого газа, полученного при сгорании такой же массы этой смеси, через избыток известковой воды,
образуется 20 г осадка. определите массовые доли веществ в исходной смеси. ответ: 60% бензола, 40 % стирола. как решить?
бензол не обесчвечивает бромную воду,а только стирол,
масса брома в бромной воде=50Х0,0032=1,6гр.;кол-во в-ва брома=1,6:160=0,01моль
След.,кол-во в-ва стирола= 0,01моль
C8H8+10O2=8CO2+4H2O
0,01 0,08
CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O
0,08 0,08 масса осадка=0,08Х100=8гр.-это в случае с стиролом!
20-8=12гр.-столько осадка в случае с бензолом! ( 0,12 моль)
2C6H6+15O2=12CO2+6H2O CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O
0,02 0,12 0,12 0,12
масса бензола=0,02Х78=1,56гр.;масса стирола=0,01Х104=1,04гр.
мас.доля C6H6=1,56:(1,56+1,04)Х100%=60%; стирола=100%-60%=40%
Давайте разберемся с этой задачей пошагово.
1. Сначала мы знаем, что смесь бензола и стирола, максимально может обесцветить 50 г бромной воды с массовой долей брома 3.2%. Нам нужно определить массовые доли веществ в исходной смеси.
2. Предположим, что масса исходной смеси равна Х граммам. Теперь посмотрим на массовые доли бензола и стирола в этой смеси.
3. Пусть массовая доля бензола равна У, а массовая доля стирола равна Z. Теперь посчитаем, сколько граммов бензола и стирола мы имеем в исходной смеси.
Масса бензола = У * Х г
Масса стирола = Z * Х г
4. Теперь посмотрим на реакцию пропускания углекислого газа через избыток известковой воды. В результате такой реакции образуется 20 г осадка. Осадок, который образуется, представляет собой кальцийкарбонат (известковый осадок).
5. У нас есть уравнение реакции:
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
Из него видно, что каждый моль CaCO3 соответствует одному мольку CO2. Таким образом, массовая доля квантифицированного углерода в исходной смеси может быть найдена как отношение массы кальцийкарбоната ко всей исходной смеси, умноженное на 100%:
Массовая доля углерода = (масса CaCO3 / масса исходной смеси) * 100%
6. Мы знаем, что масса CaCO3 равна 20 г и это масса осадка, поэтому мы можем записать уравнение:
(20 г / масса исходной смеси) * 100% = массовая доля углерода
7. Очевидно, что масса исходной смеси должна быть равна массе осадка плюс масса углерода.
Масса исходной смеси = 20 г + массовая доля углерода
8. Вернемся к уравнению пропускания углекислого газа через избыток известковой воды. Мы знаем, что углекислый газ получается при сгорании такой же массы смеси бензола и стирола. Значит масса углекислого газа равна массе исходной смеси. Поэтому мы можем записать:
Масса исходной смеси = Х г
9. Теперь мы можем объединить уравнения:
Х г = 20 г + массовая доля углерода
(20 г / Х г) * 100% = массовая доля углерода
10. Давайте решим уравнение и найдем массу исходной смеси:
(20 г / Х г) * 100% = массовая доля углерода
(20 г / Х г) * 100% = 3.2% (массовая доля брома)
(20 г / Х г) = 0.032
Х г = 20 г / 0.032 ≈ 625 г
11. Теперь мы можем рассчитать массовые доли бензола и стирола в исходной смеси:
Массовая доля бензола = У * Х г
Массовая доля стирола = Z * Х г
Массовая доля бензола = У * 625 г
Массовая доля стирола = Z * 625 г
12. Давайте вспомним, что у нас есть ограничение, что смесь максимально может обесцветить 50 г бромной воды с массовой долей брома 3.2%.
Массовая доля бензола + массовая доля стирола = 50 г * 3.2%
У * 625 г + Z * 625 г = 50 г * 0.032
У * 625 г + Z * 625 г = 1.6 г
13. У нас также имеется ограничение, что сумма массовых долей должна равняться 100%.
У + Z = 1
14. Теперь у нас есть система уравнений:
У * 625 г + Z * 625 г = 1.6 г
У + Z = 1
15. Решим эту систему уравнений:
У = 1 - Z
(1 - Z) * 625 г + Z * 625 г = 1.6 г
625 г - 625Z г + 625Z г = 1.6 г
625 г = 1.6 г
16. Добавим и вычтем 625Z г из 625 г:
625 г - 625Z г + 625Z г - 625Z г = 1.6 г
625 г - 625Z г = 1.6 г
625 г = 1.6 г + 625Z г
625 г = 1.6 г + 625Z г
17. Перенесем 1.6 г на другую сторону равенства:
625 г - 1.6 г = 625Z г
623.4 г = 625Z г
18. Разделим обе части уравнения на 625:
(623.4 г / 625) = (625Z г / 625)
0.99744 = Z г
19. Теперь мы можем найти массовую долю бензола:
У = 1 - Z
У = 1 - 0.99744
У ≈ 0.00256
20. Переведем массовые доли в проценты:
Массовая доля бензола = У * 100%
Массовая доля стирола = Z * 100%
Массовая доля бензола ≈ 0.256%
Массовая доля стирола ≈ 99.744%
Таким образом, массовые доли веществ в исходной смеси составляют примерно 0.256% бензола и 99.744% стирола.
Надеюсь, эта подробная разбивка помогает вам понять решение задачи! Если у вас остались вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать их.