Газ, выделившийся в процессе дегидрирования 2,47 г смеси гептана и метилциклогексана до толуола, смешали с 900 мл ацетилена (н. у.) и пропустили над платиновым катализатором. После этого объем смеси стал 1004 мл. Найдите массовые доли каждого из углеводородов исходной смеси.

С₇H₁₆ → C₆H₅-CH₃ + 4H₂

n (С₇H₁₆) = n (H₂) / 4

пусть С₇H₁₆ - - х молей, тогда водорода выделится 4 х молей

C₆H₁₁-CH₃→ C₆H₅-CH₃ + 3H₂

n (C₆H₁₁-CH₃) = n (H₂) / 3

пусть (C₆H₁₁-CH₃) - - пусть у молей, тогда водорода выделится 3 у молей

100 х + 98 у = 2,47 г

Так как при гидратации ацетилена образуется 0,9 л этана, то лишний останется 0.104 л водорода, тогда водорода выделилось:

C₂H₂ + 2H₂ = C₂H₆

n (C₂H₂) = n (H₂) / 2

n (C₂H₂) = 0,9 л/22,4 л/моль = 0,04 моль

n₁ (H₂) = 2*n (C₂H₂) = 2*0,04 моль = 0,08 моль

0,08 моль - - прореагировало с ацетиленом

n₂ (H₂) = (0,1004 - 0,9) / 22,4 л/моль = 0,0046 моль

n (H₂) = 0,08 моль + 0,0046 моль = 0,0846 моль - - общее кол-во молей выделилось водорода при дегидрировании.

100 х + 98 у = 2,47

4 х + 3 у = 0,0846

4 х = 0,0846 - 3 у

х = 0,02115 - 0,75 у

100 * (0,02115 - 0,75 у) + 98 у = 2,47

2,115 - 75 у + 98 у = 2,47

23 у = 2,47-2,115 = 0,355

у = 0,355:23

у = 0,0154 - - количество молей метилциклогексана

х = 0,02115 - 0,75*0,0154

х = 0,096 моль - - количество молей гептана

m (С₇H₁₆) = n*M = 0,096 моль * 100 г/моль = 0,96 г.

m ((C₆H₁₁-CH₃) = n*M = 0,0154 моль * 98 г/моль = 1,51 г.

ω (С₇H₁₆) = m (С₇H₁₆) / m (смеси) * 100% = 0,96 г/2,47 г*100% = 38,87% - - массовая доля гептана

ω (C₆H₁₁-CH₃) = 1,51 г/2,47 г.*100% = 61,13% - - массовая доля метилциклогептана