Как определить массу бутана в смеси?

Чтобы определить массу бутана в смеси с бутеном-2, мы можем использовать данные о реакции обесцвечивания раствора брома. Обесцвечивание указывает на наличие ненасышенных углеводородов, таких как бутен-2. Следуя логике задачи, мы будем использовать мольные соотношения и законы сохранения массы. Разберем процесс пошагово:

Шаг 1: Определяем реакцию брома с углеводородами
Бром реагирует с ненасышенными углеводородами, такими как алкены, обесцвечивая раствор. Бутан (C4H10) не реагирует с бромом, а бутен-2 (C4H8) обесцвечивает. Поэтому, когда раствор брома обесцвечивается, мы можем предположить, что всё обесцвечивание происходит из-за содержания бутена-2 в смеси.

Шаг 2: Вычисляем количество брома в растворе
На начальном этапе давайте выясним, сколько брома находится в 10 % растворе. 

1. Масса раствора брома: 32 г
2. Концентрация раствора: 10 %
   
Масса брома в растворе:

* Масса брома = 10 % от 32 г = 0,10 * 32 г = 3,2 г

Шаг 3: Вычисляем моль брома
Теперь мы можем вычислить, сколько моль брома мы имеем, используя молярную массу брома (Br):

* Молярная масса брома = 79,9 г/моль

Количество молей брома:

* Моль брома = Масса брома / Молярная масса брома = 3,2 г / 79,9 г/моль ≈ 0,040 mоль

Шаг 4: Определяем моли бутена-2
Реакция между бутеном-2 и бромом имеет отношение 1:1. Поэтому количество молей бутен-2, входящих в реакцию, равно количеству молей брома.

* Молей бутена-2 ≈ 0,040 mоль

Шаг 5: Вычисляем массу бутена-2
Теперь мы можем определить массу бутена-2, используя его молярную массу:

* Молярная масса бутена-2 (C4H8) = 4 * 12 + 8 * 1 = 56 г/моль

Масса бутена-2:

* Масса бутена = Моль бутена-2 * Молярная масса бутена-2 = 0,040 моль * 56 г/моль ≈ 2,24 г

Шаг 6: Определяем массу бутана в смеси
Мы знаем общую массу смеси и массу бутена-2, поэтому можем определить массу бутана:

1. Общая масса смеси = 5028 г
2. Масса бутена-2 ≈ 2,24 г

Масса бутана:

* Масса бутана = Общая масса смеси - Масса бутена-2 = 5028 г - 2,24 г ≈ 5025,76 г

Шаг 7: Окончательный результат
Таким образом, мы можем заключить, что масса бутана в смеси составляет примерно:

* Масса бутана ≈ 5025,76 г

Заключение
Следуя этим шагам, мы смогли определить массу бутана в смеси. Это демонстрирует, как химические реакции, молярные массы и концепции стехиометрии могут быть использованы для решения практических задач в органической химии.