Бромирование смеси алканов

[Zhe]

Условие: Плотность по азоту смеси алканов равна 1,808. При бромировании этой смеси выделено только две пары изомерных монобромалканов. Суммарная масса более легких изомеров в продуктах реакции равна суммарной массе более тяжелых изомеров. Вычислите массовые доли алканов в исходной смеси.

Ответ. 54,3% С₄Н₁₀, 45,7% С₃Н₈.

 

D_N2(C_nH_2n+2+C_mH_2m+2)=1,808;       M = 1,808*28 = 50,624;

m(C_nH_2n+1Br)=m(C_mH_2m+1​Br). Если предположить, что масса смеси 100г, тогда массы компонентов по 50г.

n(C_nH_2n+1Br) = m/M = 50/14n+81;    n(C_mH_2m+1Br) = m/M = 50/14m+81;  

n(C_nH_2n+1Br) = n(C_nH_2n+2)=50/14n+81;   n(C_mH_2m+1Br) = n(C_mH_2m+2)=50/14n+81;

 

50, 624 = (14n+2)x + (14m+2)y.

 

Очевидно, дальше, нужно как-то сводить это все в систему, но как не знаю.

 

Подскажите, пожалуйста. Заранее спасибо.

[yatcheh]

Условие: Плотность по азоту смеси алканов равна 1,808. При бромировании этой смеси выделено только две пары изомерных монобромалканов. Суммарная масса более легких изомеров в продуктах реакции равна суммарной массе более тяжелых изомеров. Вычислите массовые доли алканов в исходной смеси.

Ответ. 54,3% С₄Н₁₀, 45,7% С₃Н₈.

 

D_N2(C_nH_2n+2+C_mH_2m+2)=1,808;       M = 1,808*28 = 50,624;

m(C_nH_2n+1Br)=m(C_mH_2m+1​Br). Если предположить, что масса смеси 100г, тогда массы компонентов по 50г.

n(C_nH_2n+1Br) = m/M = 50/14n+81;    n(C_mH_2m+1Br) = m/M = 50/14m+81;  

n(C_nH_2n+1Br) = n(C_nH_2n+2)=50/14n+81;   n(C_mH_2m+1Br) = n(C_mH_2m+2)=50/14n+81;

 

50, 624 = (14n+2)x + (14m+2)y.

 

Очевидно, дальше, нужно как-то сводить это все в систему, но как не знаю.

 

Подскажите, пожалуйста. Заранее спасибо.

 

Вы всё слишком усложняете! Тут и без формул алканов можно обойтись:

 

Пусть тяжёлого изомера 1 моль, а лёгкого - n моль (масса алканов нам все равно не дана, так что можем сократить вычисления).

Средняя молярная масса смеси

(n*M1 + M2)/(n + 1) = 50.624

Масса лёгкого бромида n*(M1 + 79), масса тяжёлого M2+79 (один водород заменяется бромом), по условию их массы равны:

n*(M1 + 79) = M2 + 79

Надо ещё одно уравнение. Оно вытекает уже из чисто химической логики. Самый лёгкий изомер должен быть не менее, чем С3 (метан и этан не могут дать два монобромпроизводных) с молярной массой 44. И его молярная масса не может быть больше средней (50) этому условию удовлетворяет только С3H8. Получаем искомое:

M1 = 44

Получаем систему:

(n*M1 + M2)/(n + 1) = 50.624

n*(M1 + 79) = M2 + 79

M1 = 44

Три переменных, три уравнения. Должна решаться.

Изменено 2 Июля, 2015 в 19:47 пользователем yatcheh

[Zhe]

Вы всё слишком усложняете! Тут и без формул алканов можно обойтись:

 

Пусть тяжёлого изомера 1 моль, а лёгкого - n моль (масса алканов нам все равно не дана, так что можем сократить вычисления).

Средняя молярная масса смеси

(n*M1 + M2)/(n + 1) = 50.624

Масса лёгкого бромида n*(M1 + 79), масса тяжёлого M2+79 (один водород заменяется бромом), по условию их массы равны:

n*(M1 + 79) = M2 + 79

Надо ещё одно уравнение. Оно вытекает уже из чисто химической логики. Самый лёгкий изомер должен быть не менее, чем С3 (метан и этан не могут дать два монобромпроизводных) с молярной массой 44. И его молярная масса не может быть больше средней (50) этому условию удовлетворяет только С3H8. Получаем искомое:

M1 = 44

Получаем систему:

(n*M1 + M2)/(n + 1) = 50.624

n*(M1 + 79) = M2 + 79

M1 = 44

Три переменных, три уравнения. Должна решаться.

 

Cпасибо! Решается.

Изменено 3 Июля, 2015 в 06:00 пользователем Zhe

[M_GM]

Можно еще проще. /впрочем, проще то, к чему привык

M=50,624

14x+2=50,624 --> x=3,473 - среднее число атомов С для смеси

 

Это говорит, что один из алканов имеет n<=3

По условию это может быть только пропан (пара монобромзамещенных)

 

M(RBr) = 14x+81=129,624

Для массы 100 г n(RBr)= 0,771 моль

Пропилбромида 50/123 = 0,406 моль

Второго бромида 0,771-0,406= 0,365 моль

 

Для алканов

44*0,406+0,365*M2=0,771*50,624

Откуда M2=58, бутан

 

Остальное - элементарно

Изменено 3 Июля, 2015 в 05:43 пользователем M_GM