Плотность смеси А, состоящей из этилена, пропилена и водорода, при нормальных условиях равна рА г/л. Пропуская эту смесь над никелевым катализатором, получают газовую смесь В. При каких значениях рд смесь В не будет обесцвечивать бромную воду? Вычислите состав смеси А (в процентах по объему), если Pa = 0,741 г/л, а рв - 1,176 г/л.

1.

если в смеси почти нет пропана, то плотность максимально 28/22,4 = 1,25

при плотности меньше этого значения при любых соотношениях пропана и этана смесь В не будет обесцвечивать бромную воду

2.

возьмем 1 моль смеси

в ней х моль водорода

у моль этена

z моль пропена

x + y + z = 1

М1 = 0, 741*22,4 = 16,6 г/моль

М2 = 1,176 * 22,4 = 26,3 г/моль

cмесь В x + y+z - y-z = x моль

в ней х-у-z моль водорода

у моль этана

z моль пропана

составим систему

2 х + 28 у + 42z = 16,6

(x-y-z) * 2/x + 30y/x + 44z/x = 26,3

x=0,63, y = 0,01, z = 0,36

Ответ: водород - 63%

этен - 1%

пропен - 36%

Если смесь B не обесц-т бромную воду, то в ней только C2H6 и C3H8 (или C2H6+C3H8+H2) - продукты полного гидр-я C2H4 и C3H6 и возм. изб. H2;

тогда в исх-й смеси A H2 должен быть в кол-ве равном или большем сумм. кол-ва C2H4 и C3H6;

поэтому можно рассм-ь 4 вар-а - по 2 на случай, когда H2 израсх-я полностью и на случай, когда H2 окажется в изб:

1a) (28*0.99+42*0.01+2 * (0.99+0.01)) / 2 = 15.07 г/моль (pA = 15.07/22.4 = 0.673 г/л) - в смеси A преоб-т C2H4 (по срав. с C3H6) ;

1b) (28*0.01+42*0.99+2 * (0.01+0.99)) / 2 = 21.93 г/моль (pA = 21.93/22.4 = 0.979 г/л) - в смеси A преоб-т C3H6 (по срав. с C2H4) ;

2a) (28*0.99+42*0.01+2 * (0.99+0.01+0.01)) / 2.01 = 15 г/моль (pA = 15/22.4 = 0.67 г/л) - H2 в изб., в смеси A преоб-т C2H4 (по срав. с C3H6) ;

2b) (28*0.01+42*0.99+2 * (0.01+0.99+0.01)) / 2.01 = 21.83 г/моль (pA = 21.83/22.4 = 0.97455 г/л) - H2 в изб., в смеси A преоб-т C3H6 (по срав. с C2H4) ;

т. о. можно сделать вывод, что при знач-х pA меньших либо равных 0.979 г/л, смесь B не будет обесцв-ь бромную воду;

М смеси B при pB = 1.176 г/л равна 1.176*22.4 = 26.3424 г/моль, что вне диапазона значений от 30 г/моль (чистый C2H6) до 44 г/моль (чистый C3H8), след-но, в смеси B - C2H6+C3H8+изб. H2;

пусть в смеси A - х моль C2H4 (М = 28 г/моль), y моль C3H6 (М = 42 г/моль) и z моль H2 (М = 2 г/моль), соотв-но в смеси B х моль C2H6 (М = 30 г/моль), y моль C3H8 (М = 44 г/моль) и z-x-y моль H2, по условию пол-м 2 равенства:

28*x+42*y+2*z / (x+y+z) = 0.741*22.4 = 16.5984 (1) и (30*x+44*y+2 * (z-x-y)) / z = 1.176*22.4 = 26.3424 (2), решая и упрощая кот-е, приходим к y = 1 моль, x = 0.03965427 моль, z = 1.771 моль;

в смеси A 0.03965427 / (1+0.03965427+1.771) = 0.01411 или 1.411% C2H4, 1 / (1+0.03965427+1.771) = 0.35579 или 35.579% C3H6 и 1.771 / (1+0.03965427+1.771) = 0.6301 или 63.01% H2.