Каковы мольные доли компонентов в смеси, если массовые доли следующие: 50% бутан, 30% бутен, 15% бутадиен, 5% водород

Для решения этой задачи, нам необходимо вычислить мольные доли для каждого компонента в данной смеси. Для начала, давайте рассмотрим массу каждого компонента, взятого в граммах, и сразу переведем их в моль.

Массовая доля бутана равна 50%, значит масса бутана будет составлять:

\[ \text{масса бутана} = 0.5 \times 15000 \, \text{г} = 7500 \, \text{г} \]

Теперь нам нужно перевести эту массу в моль. Для этого нам необходимо знать молярную массу бутана. Молярная масса - это масса одного моля вещества и измеряется в г/моль. Молярные массы элементов и соединений можно найти в периодической таблице. Молярная масса бутана (C4H10) равна примерно 58.12 г/моль.

Теперь рассчитаем количество молей бутана:

\[ \text{моль бутана} = \frac{\text{масса бутана}}{\text{молярная масса бутана}} = \frac{7500 \, \text{г}}{58.12 \, \text{г/моль}} \approx 129.17 \, \text{моль} \]

По аналогии с бутаном, вычислим количество молей для каждого из оставшихся компонентов:

Бутен:
\[ \text{масса бутена} = 0.3 \times 15000 \, \text{г} = 4500 \, \text{г} \]
\[ \text{молярная масса бутена (C4H8)} \approx 56.11 \, \text{г/моль} \]
\[ \text{моль бутена} = \frac{4500 \, \text{г}}{56.11 \, \text{г/моль}} \approx 80.20 \, \text{моль} \]

Бутадиен:
\[ \text{масса бутадиена} = 0.15 \times 15000 \, \text{г} = 2250 \, \text{г} \]
\[ \text{молярная масса бутадиена (C4H6)} \approx 54.09 \, \text{г/моль} \]
\[ \text{моль бутадиена} = \frac{2250 \, \text{г}}{54.09 \, \text{г/моль}} \approx 41.61 \, \text{моль} \]

Водород:
\[ \text{масса водорода} = 0.05 \times 15000 \, \text{г} = 750 \, \text{г} \]
\[ \text{молярная масса водорода (H2)} \approx 2.02 \, \text{г/моль} \]
\[ \text{моль водорода} = \frac{750 \, \text{г}}{2.02 \, \text{г/моль}} \approx 371.29 \, \text{моль} \]

Теперь, чтобы найти мольные доли каждого компонента, мы нужно разделить количество молей каждого компонента на общую сумму.
Суммируем количество молей всех компонентов:

\[ \text{общее количество молей} = \text{моль бутана} + \text{моль бутена} + \text{моль бутадиена} + \text{моль водорода} \]

\[ \text{общее количество молей} = 129.17 \, \text{моль} + 80.20 \, \text{моль} + 41.61 \, \text{моль} + 371.29 \, \text{моль} \approx 622.27 \, \text{моль} \]

Теперь найдем мольную долю каждого компонента:

\[ \text{мольная доля бутана} = \frac{\text{моль бутана}}{\text{общее количество молей}} = \frac{129.17 \, \text{моль}}{622.27 \, \text{моль}} \approx 0.2072 \]

\[ \text{мольная доля бутена} = \frac{\text{моль бутена}}{\text{общее количество молей}} = \frac{80.20 \, \text{моль}}{622.27 \, \text{моль}} \approx 0.1289 \]

\[ \text{мольная доля бутадиена} = \frac{\text{моль бутадиена}}{\text{общее количество молей}} = \frac{41.61 \, \text{моль}}{622.27 \, \text{моль}} \approx 0.0669 \]

\[ \text{мольная доля водорода} = \frac{\text{моль водорода}}{\text{общее количество молей}} = \frac{371.29 \, \text{моль}}{622.27 \, \text{моль}} \approx 0.5969 \]

Итак, мольные доли каждого компонента в данной смеси составляют примерно:
- Бутан: 20.72%
- Бутен: 12.89%
- Бутадиен: 6.69%
- Водород: 59.69%

Надеюсь, это поможет вам понять, как расчитывать мольные доли в смесь. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать!