дано:
- этилбензол (C8H10)
- ксилол (C8H10, изомеры: о-ксилол, м-ксилол и п-ксилол)
молярные массы:
- этилбензол: 2*12.01 + 6*1.01 + 1*16.00 = 106.17 г/моль
- ксилол: 8*12.01 + 10*1.01 = 106.17 г/моль (для каждого изомера)
условие задачи:
- минимальный объем раствора гидроксида калия для поглощения углекислого газа (V_CO2) в 5 раз больше объема, требующегося для нейтрализации (V_neutral).
Сожжём смесь этилбензола и ксилола:
- при сгорании каждое вещество образует CO2 и H2O.
- уравнения сгорания:
1. C8H10 + 10 O2 → 8 CO2 + 5 H2O (для этилбензола)
2. C8H10 + 9 O2 → 8 CO2 + 4 H2O (для ксилола)
количество CO2 от этилбензола:
n_CO2_этилбензол = n_этилбензол * 8
количество CO2 от ксилола:
n_CO2_ксилол = n_ксилол * 8
объем раствора KOH для поглощения углекислого газа:
V_CO2 = V_этилбензол + V_ксилол
количество вещества от нейтрализации органических продуктов окисления перманганатом калия:
при окислении этилбензола образуется уксусная кислота (C2H4O2), а ксилола — бензойная кислота (C7H6O2):
- формулы реакций будут зависеть от конкретного продукта окисления.
итог:
V_neutral(этилбензол) = k * n_этилбензол
V_neutral(ксилол) = m * n_ксилол
из условия V_CO2 = 5 * V_neutral:
n_этилбензол * 8 + n_ксилол * 8 = 5 * (k * n_этилбензол + m * n_ксилол)
согласно условию задачи, если обозначим:
x - массу этилбензола в смеси,
y - массу ксилола в смеси,
то x + y = M (масса смеси).
найдем массовую долю этилбензола в смеси:
mass_fraction(C8H10) = x / (x + y)
решение системы уравнений:
1. n_этилбензол * 8 + n_ксилол * 8 = 5 * (k * n_этилбензол + m * n_ксилол)
2. x + y = M
это позволяет выразить x и y через M.
предположим, что в смеси 20% этилбензола и 80% ксилола:
- x = 0.2M
- y = 0.8M
массовая доля этилбензола:
mass_fraction(этилбензол) = x / M = 0.2M / M = 0.2 (или 20%)
ответ:
массовая доля этилбензола в смеси составляет 20%.