Определение состава смеси в объёмных процентах

автор Ирина_18 Вт Янв 18, 2011 5:18 am

Смесь метана, этена и бутена объемом 5 л весит 7,92 г. К смеси добавили
5 л водорода и все пропустили над нагретым никелевым катализатором. Объем смеси уменьшился до 6 л. Определите состав исходной смеси в объёмных процентах

автор alhimik Вт Янв 18, 2011 2:28 pm

Уважаемая, Ирина.
Даю решение задачи:
В реакцию вступают только этен и бутен.
Пусть исходная смесь содержит Х л. -этена С₂Н₄,Y л.-бутена С₄Н₈ и Z л.-метана

Уравнение реакции:
Х л Х л Х л
С₂Н₄+Н₂=С₂Н₆
Y л Y л Y л
С₄Н₈+Н₂=С₄Н₁₀

Исходный объём смеси будет:

Х +Y+Z=5 (1)

Допустим,что водород дан в избытке,то объём конечной смеси будет такой:

5-Х -Y-объём непрореагирововшегося водорода,Х л.объём образовавшегося этана,Y л.-объём образовавшегося бутана,и
Z л.- объём метана
Тогда конечная смесь будет такой:

5-Х -Y+X+Y+Z=6(2),отсюда найдём Z=1

Теперь надо определить Х и Y,одно уравнение у нас есть:

Х +Y+Z=5 ,Z=1,Х +Y=4 (3)

Второе уравнение найдём из условия:

5 литров смеси весят 7,92 г.
22,4 литра весят X

X=22,4*7,92/5=35,5

Это мы вычислили среднюю молекулярную массу смеси.
Для неё есть формула:
-
М = М₁*φ₁+М₂*φ₂+M₃*φ₃

где φ-объёмные доли газов в смеси.
Получаем уравнение:

35,5=М(С₂Н₄)*X/5+MС₄Н₈*Y/5+16*1/5

35,5=28*X/5+56*Y/5+3,2

35,5=5,6 X+11,2 Y+3,2(4)

Решаем систему уравнений (3) и (4) и получаем:
X=Y-4 подставляем в (4):

5,6(Y-4 )+11,2 Y=32,3
16,8Y= 54,7 Y=3,25 л. Х =0,75 л.

Таким образом смесь содержала:

Этена 0,75 л. или объёмная доля 0,15,бутена-3,25 л или объёмная доля 0,65 и метана -1 л. или объёмная доля 0,2

Определение состава смеси в объёмных процентах

Определение состава смеси в объёмных процентах

Re: Определение состава смеси в объёмных процентах