При бромировании избытка изобутана бромом

[sima1]

При бромировании избытка изобутана бромом (на свету, при нагревании) получена реакционная смесь, плотность которой по гелию составляет 17,05. Определите состав смеси.

[Мюллер]

1)так как изобутан в избытке, то он полностью не израсходуется и будет в смеси. Также в смеси у нас будут газообразные продукты - бромалкан и HBr. 

2)средняя молярная масса смеси =M(He)*D_He(смеси)=4*17,05=68.2(г/моль)

3)M(изобутана)=58 г/моль

M(HBr) =81 г/моль

M(C4H9Br) =137 г/моль

4) заметим, что по уравнению реакции бромирования количество вещества бромалкана равно количеству вещества HBr:

CH3-CH(CH3)-CH3+Br₂=CH3-CBr(CH3)-CH3+HBr

5)обозначим кол-во вещества изобутана за n1, а количество продуктов за n2. 

6)формула для расчёта молярной массы смеси в данном случае выглядит так: M=(n1M1+n2M2+n2M3)/(n1+n2+n3) =68,2

7)умножим знаменатель на 68,2,преобразим линейное уравнение, получим: n1=8n2

8)пусть V1 объем изобутана, V2 объем продуктов (количества продуктов равны, и продукты в одинаковых условиях). Тогда: V1=n1/Vm; V2=n2/Vm. Где Vm - некоторый молярный объём для данных условий. 

9) пусть ф1 объёмная доля изобутана, ф2 объёмные доли продуктов (объёмные доли продуктов реакции равны). Тогда ф1=V1/V(смеси) =n1/(Vm((2n₂+n₁)/Vm) 

ф2=n2/(Vm((2n2+n1)/Vm))

Vm сокращается в обоих формулах: ф1=n1/(2n2+n1)

ф2=n2/(2n2+n1)

9)в п. 7) получили n1=8n2. Выразим n1 через n2. Подставим в формулы, и получим что ф1=0,8; ф2=0,1

ОТВЕТ: ф(изобутана)=80%; ф(C4H9Br)=10%; ф(HBr)=10%