дано:
- масса смеси бензола и стирола = 13 г
- масса брома, который может быть присоединен = 8 г
найти:
- объем кислорода (н. у.), необходимый для полного сжигания 26 г смеси бензола и стирола
решение:
1. Определим состав смеси. Сначала найдем количество вещества брома.
Молярная масса брома = 79,9 г/моль.
Количество вещества брома (nBr) = 8 г / 79,9 г/моль ≈ 0,100 моль.
2. Учитывая, что бром присоединяется только к стиролу, определим количество стирола в смеси.
Общая реакция присоединения брома к стиролу:
C8H8 + Br2 → C8H8Br2
На каждую моль стирола (C8H8) требуется 1 моль брома (Br2). Следовательно, в смеси содержится 0,100 моль стирола.
3. Найдем массу стирола:
Молярная масса стирола = 104,15 г/моль.
Масса стирола (mSt) = nSt * MSt = 0,100 моль * 104,15 г/моль ≈ 10,415 г.
4. Массу бензола (C6H6) находим из общей массы смеси:
Масса бензола (mB) = 13 г - mSt ≈ 13 г - 10,415 г ≈ 2,585 г.
5. Теперь найдем количество вещества бензола:
Молярная масса бензола = 78,11 г/моль.
Количество вещества бензола (nB) = mB / MB = 2,585 г / 78,11 г/моль ≈ 0,0331 моль.
6. Теперь определим общее число моль в смеси для расчета полного сгорания.
В смеси 0,100 моль стирола и 0,0331 моль бензола.
7. Запишем реакции полного сгорания для каждого из веществ:
Сгорение стирола:
C8H8 + 12O2 → 8CO2 + 4H2O
Сгорение бензола:
C6H6 + 7.5O2 → 6CO2 + 3H2O
8. Подсчитаем потребность в кислороде для сгорания:
Для 0,100 моль стирола потребуется:
0,100 моль * 12 моль O2 = 1,2 моль O2.
Для 0,0331 моль бензола потребуется:
0,0331 моль * 7,5 моль O2 = 0,24825 моль O2.
9. Общее количество кислорода:
nO2 = 1,2 + 0,24825 = 1,44825 моль O2.
10. Для вычисления объема кислорода при нормальных условиях используем закон Бойля-Мариотта:
Объем O2 (н. у.) = nO2 * 22,4 л/моль.
V(O2) = 1,44825 моль * 22,4 л/моль ≈ 32,4 л.
ответ:
Объем кислорода, необходимый для полного сжигания 26 г смеси бензола и стирола, составляет примерно 32,4 литра.