Какие химические соединения образуются при взаимодействии 10,2 г исопрена с 4,48 л (н. у.) хлора? Рассчитайте массовую

Очень хорошо! Давайте выполним эту химическую задачу вместе.

Исходя из условия, у нас есть два реагента: 10,2 г исопрена и 4,48 л (н. у.) хлора. Наша задача - определить, какие химические соединения образуются при их взаимодействии и рассчитать массовую долю этих продуктов в смеси.

Для начала, нам нужно выяснить химическую формулу исопрена. Исопрен обычно обозначается формулой C₅H₈.

Следуя уравнению реакции, исопрен реагирует с хлором, образуя множество продуктов. Однако, давайте рассмотрим основные продукты этой реакции, которыми могут быть четыреххлористый бутадиен (C₄H₄Cl₄) и пентахлорэтан (C₂Cl₅C₂Cl₅).

Рассчитаем массовую долю каждого из этих соединений в смеси.

Сначала, посчитаем количество вещества исопрена. Для этого нам понадобится его молярная масса. Атомарная масса углерода (C) равна примерно 12,01 г/моль, а масса водорода (H) равна примерно 1,01 г/моль. Используя формулу C₅H₈, мы можем вычислить его молярную массу следующим образом:

\[12,01 \cdot 5 + 1,01 \cdot 8 = 68,15 \, г/моль\]

Затем, вычислим количество вещества исопрена, используя массу и его молярную массу:

\[n_{исопрен} = \frac{m_{исопрен}}{M_{исопрен}} = \frac{10,2}{68,15} \approx 0,1499 \, моль\]

Теперь давайте рассмотрим хлор. По условию, у нас есть 4,48 л (н. у.) хлора, что означает, что у нас есть его объем при нормальных условиях (н. у.). Для перевода объема вещества к условиям н. у., нам необходимо использовать уравнение состояния идеального газа.

При нормальных условиях (н. у.), один моль любого газа занимает 22,4 литра. Мы можем использовать это соотношение, чтобы рассчитать количество вещества хлора:

\[n_{хлор} = \frac{V_{хлор}}{V_{н.у.}} = \frac{4,48}{22,4} \approx 0,2 \, моль\]

Теперь мы можем определить соотношение между исопреном и хлором в реакции. Исодя из уравнения реакции, мольное соотношение между исопреном и хлором составляет 1:1.

Таким образом, исходя из расчета, у нас есть 0,1499 моль исопрена и 0,2 моль хлора.

Далее, рассчитаем массу каждого продукта реакции.

Масса четыреххлористого бутадиена (C₄H₄Cl₄) равна примерно 165,83 г/моль. Учитывая мольное соотношение 1:1 между исопреном и четыреххлористым бутадиеном, мы можем рассчитать его массу следующим образом:

\[m_{C_4H_4Cl_4} = n_{исопрен} \cdot M_{C_4H_4Cl_4} = 0,1499 \cdot 165,83 \approx 24,84 \, г\]

Масса пентахлорэтана (C₂Cl₅C₂Cl₅) равна примерно 202,8 г/моль. С учетом мольного соотношения 1:1 между исопреном и пентахлорэтаном, мы можем вычислить его массу следующим образом:

\[m_{C_2Cl_5C_2Cl_5} = n_{исопрен} \cdot M_{C_2Cl_5C_2Cl_5} = 0,1499 \cdot 202,8 \approx 30,39 \, г\]

Теперь, чтобы найти массовую долю каждого соединения в смеси, мы можем использовать следующую формулу:

\[m_{доля продукта} = \frac{m_{продукта}}{m_{C_4H_4Cl_4} + m_{C_2Cl_5C_2Cl_5}} \cdot 100\%\]

Давайте рассчитаем массовую долю обоих продуктов:

\[m_{доля C_4H_4Cl_4} = \frac{24,84}{24,84 + 30,39} \cdot 100\% \approx 44,93\%\]
\[m_{доля C_2Cl_5C_2Cl_5} = \frac{30,39}{24,84 + 30,39} \cdot 100\% \approx 55,07\%\]

Таким образом, при взаимодействии 10,2 г исопрена с 4,48 л (н. у.) хлора образуются два химических соединения: четыреххлористый бутадиен (C₄H₄Cl₄) в массовой доле около 44,93% и пентахлорэтан (C₂Cl₅C₂Cl₅) в массовой доле около 55,07%.