За якою схемою відбувається гідрування етену? Визначте об ємну складову суміші етену з воднем, якщо після реакції

Гідратування етену відбувається за такою схемою:

\[C_2H_4 + H_2 \rightarrow C_2H_6\]

Якщо після реакції об"єм суміші зменшився на 20 л, а залишилось 4 л водню, то ми можемо визначити початковий об"єм етену за допомогою рівняння лінійної розширюваності газів.

За цим рівнянням:

\[\frac{{\Delta V}}{{V_0}} = \alpha \cdot \Delta T\]

де \(\Delta V\) - зміна об"єму, \(V_0\) - початковий об"єм, \(\alpha\) - коефіцієнт лінійної розширюваності, \(\Delta T\) - зміна температури.

У нашому випадку, зміна об"єму \(\Delta V = -20 \, \text{л}\), а залишився 4 л водню. Оскільки об"єм утіленої водню дорівнює зміні об"єму, ми отримуємо \(\Delta V = 4 \, \text{л}\).

Також, за умовою ми бачимо, що об"єми газів виміряні за однакових умов, тому \(\Delta T = 0\) і коефіцієнт лінійної розширюваності не впливає на розв"язок.

Застосовуючи рівняння лінійної розширюваності до нашої задачі, ми можемо визначити початковий об"єм:

\[\frac{{-20 \, \text{л}}}{{V_0}} = 0\]

\[V_0 = 20 \, \text{л}\]

Отже, початковий об"єм етену дорівнює 20 л.

Тепер ми можемо визначити об"ємну складову суміші етену з воднем.

Загальний об"єм суміші до реакції дорівнює сумі об"ємів етену і водню:

\[V_{\text{сум}} = V_{\text{етен}} + V_{\text{водень}}\]

Після реакції об"єм суміші зменшився на 20 л:

\[V_{\text{сум після}} = V_{\text{етен}} + V_{\text{водень}} - 20\]

За умовою залишився 4 л водню, тому ми можемо виразити об"єм етену через знайдений початковий об"єм:

\[V_{\text{етен}} = 20 - 4 = 16 \, \text{л}\]

Підставляючи значення об"єму етену в останнє рівняння, отримуємо:

\[V_{\text{сум після}} = 16 + V_{\text{водень}} - 20\]

\[V_{\text{водень}} = V_{\text{сум після}} + 20 - 16\]

\[V_{\text{водень}} = V_{\text{сум після}} + 4 \, \text{л}\]

Отже, об"ємна складова суміші етену з воднем становить \(V_{\text{водень}} = V_{\text{сум після}} + 4 \, \text{л}\).