Определить объёмные доли вещества

[sima4832]

Задача: Метилбутан пропустили над нагретым платиновым катализатором, при этом плотность газовой смеси уменьшилась на 12%, а часть исходного вещества превратилась в алкен. Определить объёмные доли веществ, полученных в результате реакции и выход в реакции дегидрирование.

Решение:

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₃  →CH₃-C(CH₃)=CH-CH₃ + H₂

Какая плотность изменилась (относительная или масса одного литра)??? И как эту задачу вообще решать...  Мне хоть в нескольких словах объясните, а решу я сама.

Изменено 21 Декабря, 2018 в 20:27 пользователем sima4832

[M_GM]

Только что, sima4832 сказал:

Задача: Метилбутан пропустили над нагретым платиновым катализатором, при этом плотность газовой смеси уменьшилась на 12%, а часть исходного вещества превратилась в алкен. Определить объёмные доли веществ, полученных в результате реакции и выход в реакции дегидрирование.

Решение:

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₃  →CH₃-C(CH₃)=CH-CH₃ + H₂

Какая плотность изменилась (относительная или масса одного литра)???  //и то и другое изменяется параллельно

И как эту задачу вообще решать... Писать уравнение реакции (впрочем, оно уже есть), брать 1 моль бутена и х - доля выхода, выражать состав смеси, и составлять алгебраическое уравнение на молекулярную массу смеси после реакции 

Мне хоть в нескольких словах объясните, а решу я сама. // Успеха! Похвастайтесь, что получится 

 

Изменено 21 Декабря, 2018 в 20:54 пользователем M_GM

[Иван1978]

известно, что плотность газовой смеси уменьшилась на 12%, это значит

p2/p1=0.88 

так как масса веществ до и после не изменилась мы можем выразить через объемы

V1/V2=0.88

так как это газы, то объемы соотносятся как количество вещества

n1/n2=0.88

пусть было n1=1 моль метилбутана, а x моль метилбутана прореагировало, тогда получилось

n2=1-x+2x=1+x моль смеси трех газов

получаем уравнение

1/(1+x)=0.88

x=0.136 моль

объемные доли равны мольным долям

w(C5H10)=w(H2)=0.136/(1+0.136)=0.12

w(C5H12)=1-0.12-0.12=0.76

 

 

 

 

 

[M_GM]

Решала как то хитро, но пришла к правильному ответу.

Я решал через молярную массу смеси, которая уменьшилась на 12%

Изменено 21 Декабря, 2018 в 22:07 пользователем M_GM

[sima4832]

Не решается, хвастать нечем

ρ₂/ρ₁ = 0.88

ρ₂ = 0.88*ρ₁

где ρ₁ -- это плотность метилбутана = М(С₅H₁₂)/22,4л/моль = 3,214 г/л

ρ₂ = 0.88*ρ₁ = 3,214г/мл *0,88 = 63,5 г/моль

М(H₂)*ω +M(C₅H₁₀)*ω +М(C₅H₁₂) ω = 63,5

ω(H₂) = ω(C₅H₁₀) = x

ω (C₅H₁₂) = y

2x + 70x + 72y = 63,5

х +у = 0,88

Что не так?

Изменено 22 Декабря, 2018 в 07:59 пользователем sima4832

[M_GM]

Ну тебе же Иван уже написал 1 вариант решения - что не устраивает?

7 часов назад, sima4832 сказал:

3,214г/мл *0,88 = 63,5 г/моль

Что не так?

Вот, например странный расчет

 

Но допустим получила: 

8 часов назад, sima4832 сказал:

х +у = 0,88

Что бы после этого не написать: 2х+у =1 - из общего состава смеси?

и понять отсюда что х=0,12?

[sima4832]

Вот теперь всё так... спасибо. Понять то я поняла именно эту задачу, а вот задачу подобного типа могу не решить... А через молярные массы можно посмотреть Ваше решение?

Изменено 22 Декабря, 2018 в 19:41 пользователем sima4832

[sima4832]

Решила по-другому способу, но только благодаря вашей помощи:

Задача №16

Дано:

 ρ₁-ρ₂ = 0,12

Найти:

φ (H₂) -- ?

φ (С₅H₁₂) -- ?

φ (С₅H₁₀) -- ?

η -- ?

Решение:

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₃  →  CH₃-C(CH₃)=CH-CH₃ + H₂

_{1моль                                                           1моль                                               1моль}

 

ρ_{1 =} M_{(С₅H₁₂ )/} 22,4 л/моль = 72 г/моль :22,4 л/моль = 3,21 г/л

3,21*0,12 = 0,38

 ρ₂ = 3,21 г/л -0,38 =2,83 г/мл

ρ₂/ρ₁ = 2,83 г/л : 3,21г/л = 0.88

  То есть ρ₂/ρ₁ = 0.88

Предположим, что мы взяли один моль пентана, тогда его объём = 22, 4л.

Часть пентана прореагировала, этот объём возьмём за х литров, тогда объём газов после реакции 22, 4 л – х  + V(С₅H₁₀) + V(H₂)

Однако (С₅H₁₀) = n(H₂) = х, тогда мы получаем общий объём смеси газов

22,4 – х + х + х = 22,4 +х

ρ₂ = m/V = 72 г : V _{(cмеси газов)} = 72 г : (22,4 + х)

ρ₁ =72 г/моль : 22,4л/моль

подставляем это значение плотностей в уравнение:

ρ₂/ρ₁ = 0.88 или

72/(22,4 +х) : 72/22,4   = 0,88

72/(22,4 + х) = 3,214*0,88 = 2,828

72 = 2,828 *(22,4 +х)

72 = 63,347 + 2,828х

2,828х = 8,653

х= 3,059 л.

V(С₅H₁₀) = V(H₂) = 3,059 л

V(смеси) = 22,4 л + 3,059 л = 25,459 л.

φ (H₂) = φ (С₅H₁₂) =  3,059 л./25,459 л*100% = 12%

η(С₅H₁₀) = 3,059 л. /22,4 л. * 100% = 13,6%

 

Изменено 23 Декабря, 2018 в 12:00 пользователем sima4832