Углекислый газ, полученный в результате полного сгорания 0,896 л смеси пропана и бутана, пропустили...

Для решения задачи необходимо использовать закон Дальтона частных давлений газов. По результатам реакции можно составить уравнение реакции и найти количество углекислого газа, образовавшегося при сгорании смеси пропана и бутана. Далее, используя объемный закон газов, можно найти объемные доли пропана и бутана в исходной смеси.

Для решения задачи нам нужно определить объемные доли пропана (( C_3H_8 )) и бутана (( C4H{10} )) в исходной смеси, используя информацию о массе осадка карбоната кальция (( CaCO_3 )), который образовался при реакции углекислого газа (( CO_2 )) с известковой водой (раствором ( Ca(OH)_2 )).

1. Реакции сгорания и выпадения осадка:

   • Пропан сгорает по реакции: ( C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O )
   • Бутан сгорает по реакции: ( C4H{10} + \frac{13}{2}O_2 \rightarrow 4CO_2 + 5H_2O )
   • Углекислый газ реагирует с известковой водой: ( CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 + H_2O )

2. Расчет мольного количества ( CaCO_3 ):

   • Масса карбоната кальция ( CaCO_3 ) = 14 г
   • Молярная масса ( CaCO_3 ) = ( 40 + 12 + 3 \times 16 = 100 ) г/моль
   • Мольное количество ( CaCO_3 ) = ( \frac{14}{100} = 0.14 ) моль

3. Определение количества ( CO_2 ):

   • Из одного моля ( CO_2 ) образуется один моль ( CaCO_3 ), следовательно, количество ( CO_2 ) тоже 0.14 моль.

4. Расчет объемов пропана и бутана:

   • Пусть ( x ) и ( y ) – объемы пропана и бутана соответственно в литрах.
   • ( x + y = 0.896 ) л (общий объем смеси)
   • Из 1 л пропана получаем 3 л ( CO_2 ), из 1 л бутана получаем 4 л ( CO_2 ).
   • Общее количество ( CO_2 ): ( 3x + 4y = 0.14 \times 22.4 ) (применяем закон Авогадро)

   [ 3x + 4y = 0.14 \times 22.4 = 3.136 \text{ л} ]

5. Решение системы уравнений: [ \begin{cases} x + y = 0.896 \ 3x + 4y = 3.136 \end{cases} ]

   Решая, получаем:

   • Умножим первое уравнение на 3: [ 3x + 3y = 2.688 ]
   • Вычитаем из второго уравнения: [ 4y - 3y = 3.136 - 2.688 ] [ y = 0.448 \text{ л} ]
   • Подставляем ( y ) в первое уравнение: [ x = 0.896 - 0.448 = 0.448 \text{ л} ]

6. Определение объемных долей:

   • Объемная доля пропана: ( \frac{0.448}{0.896} = 0.5 ) или 50%
   • Объемная доля бутана: ( \frac{0.448}{0.896} = 0.5 ) или 50%

Таким образом, объемные доли пропана и бутана в смеси составляют по 50%.

Для решения этой задачи нам нужно использовать закон сохранения массы.

Сначала посчитаем количество углекислого газа, которое было получено при сгорании смеси пропана и бутана. Уравнение реакции сгорания пропана и бутана:

C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O C4H10 + 6.5O2 -> 4CO2 + 5H2O

Молярные массы соединений: C3H8 - 44 г/моль C4H10 - 58 г/моль CO2 - 44 г/моль H2O - 18 г/моль

Теперь посчитаем количество CO2, которое образуется при сгорании 0,896 л смеси пропана и бутана. Для этого найдем количество молей каждого газа и выберем минимальное количество молей, чтобы определить, какой газ ограничивает реакцию.

Допустим, x молей пропана и y молей бутана присутствуют в смеси. Тогда у нас будут следующие уравнения:

44x/22.4 + 58y/22.4 = 0.896 3x + 4y = 14

Решив эту систему уравнений, мы найдем x = 0.1 моль и y = 0.2 моль.

Теперь посчитаем количество CO2, которое образуется при сгорании этого количества пропана и бутана:

0.1 моль C3H8 3 моль CO2/1 моль C3H8 = 0.3 моль CO2 0.2 моль C4H10 4 моль CO2/1 моль C4H10 = 0.8 моль CO2

Таким образом, общее количество CO2, образовавшегося при сгорании смеси пропана и бутана, равно 0.3 + 0.8 = 1.1 моль.

Теперь найдем объемный процент каждого газа в исходной смеси:

Объемная доля пропана = (0.1 моль 22.4 л/моль) / 0.896 л 100% = 25% Объемная доля бутана = (0.2 моль 22.4 л/моль) / 0.896 л 100% = 50%

Таким образом, объемные доли газов в исходной смеси равны 25% пропана и 50% бутана.