В данной задаче нам предстоит определить химические количества этана и ацетилена в смеси, прореагировавшей с бромной водой и образовавшей углекислый газ.Для начала, рассмотрим реакцию прореагирования смеси с бромной водой⁚
С6H6 3Br2 -> C6H5Br3 3HBr
Из условия задачи известно, что 180 г бромной воды содержат 3,5 г брома. Зная молярную массу брома (80 г/моль), можем вычислить количество вещества брома⁚
n(Br) m(Br) / M(Br) 3,5 г / 80 г/моль 0,04375 моль
Из уравнения реакции видно, что на каждую моль брома приходится одна моль ацетилена (C2H2). Значит, количество молей ацетилена равно⁚
n(C2H2) 0٫04375 моль
Также из уравнения можем сказать, что на каждую моль брома приходится одна моль этана (C2H6). Значит, количество молей этана равно⁚
n(C2H6) 0,04375 моль
Теперь перейдем к реакции сгорания такой же порции смеси исходной смеси, при которой образуется углекислый газ⁚
C6H5Br3 5O2 -> 3CO2 3H2O 3Br2
Из условия задачи известно, что при сгорании образовалось 2٫24 л углекислого газа. Зная соотношение между объемом газов и их молярным количеством по идеальному газовому закону (V nRT/P)٫ можем вычислить количество молей углекислого газа⁚
n(CO2) V(CO2) * P / (R * T)
Где⁚
V(CO2) ⎼ объем углекислого газа в литрах (2٫24 л)
P ─ давление воздуха (нормальное атмосферное давление принимаем равным 1 атм)
R ─ универсальная газовая постоянная (0,0821 л·атм/(моль·К))
T ⎼ температура в Кельвинах (обычно принимается комнатная температура, 298 К)
Подставляя значения в формулу, получим⁚
n(CO2) 2,24 л * 1 атм / (0,0821 л·атм/(моль·К) * 298 К) 0,094 моль
Из уравнения реакции видно, что на каждую моль углекислого газа приходятся 3 моля уксусной кислоты (CH3COOH), которая образуется при гидролизе ацетилена (C2H2). Значит, количество молей уксусной кислоты равно⁚
n(CH3COOH) 3 * n(CO2) 3 * 0٫094 моль 0٫282 моль
Из уравнения реакции гидролиза ацетилена видно, что на каждую моль ацетилена приходится одна моль уксусной кислоты. Значит, количество молей ацетилена равно⁚
n(C2H2) n(CH3COOH) 0,282 моль
Таким образом, мы получили, что в данной смеси содержится 0,04375 моль ацетилена и 0,282 моль этана. Это и есть химические количества соответствующих соединений в смеси.