При действии 30г брома на 20г смеси пентана и пентена в результате реакции оказалось неизрасходованным...

Для решения задачи необходимо понять, какие реакции происходят при взаимодействии брома с смесью пентана и пентена.

Пентан (C₅H₁₂) и пентен (C₅H₁₀) реагируют с бромом по-разному:

1. Пентан с бромом реагирует в условиях свободнорадикального замещения, но эта реакция требует условий, таких как свет или высокие температуры, и обычно протекает медленно.

2. Пентен, как алкен, реагирует с бромом по реакции электрофильного присоединения, что происходит быстро и практически количественно:

   [ \text{C}5\text{H}{10} + \text{Br}_2 \rightarrow \text{C}5\text{H}{10}\text{Br}_2 ]

Дано:

• Масса брома, ( m_{\text{Br}_2} = 30 ) г.
• Неизрасходованный бром, ( m_{\text{Br}_2, \text{остаток}} = 6{,}8 ) г.
• Масса смеси ( m_{\text{смеси}} = 20 ) г.

Найдем массу брома, который прореагировал: [ m_{\text{Br}_2, \text{прореагировавший}} = 30 \, \text{г} - 6{,}8 \, \text{г} = 23{,}2 \, \text{г} ]

Теперь определим, какая масса пентена прореагировала:

• Молярная масса брома ( \text{Br}_2 = 160 \, \text{г/моль} ).
• Молярная масса пентена ( \text{C}5\text{H}{10} = 70 \, \text{г/моль} ).

Пусть ( x ) — масса пентена в смеси. Тогда уравнение реакции и стехиометрия показывают, что 1 моль пентена реагирует с 1 моль брома: [ x \, \text{г} \, \text{C}5\text{H}{10} \rightarrow \frac{x}{70} \, \text{моль C}5\text{H}{10} ] [ \frac{x}{70} \, \text{моль C}5\text{H}{10} \times 160 \, \text{г/моль Br}_2 = 23{,}2 \, \text{г Br}_2 ]

Решаем уравнение: [ \frac{x}{70} \times 160 = 23{,}2 ] [ x = \frac{23{,}2 \times 70}{160} = 10{,}15 \, \text{г} ]

Масса пентана в смеси: [ 20 \, \text{г} - 10{,}15 \, \text{г} = 9{,}85 \, \text{г} ]

Теперь вычислим процентный состав:

• Процентное содержание пентена: [ \left(\frac{10{,}15}{20}\right) \times 100\% = 50{,}75\% ]

• Процентное содержание пентана: [ \left(\frac{9{,}85}{20}\right) \times 100\% = 49{,}25\% ]

Таким образом, процентный состав исходной смеси: пентен — 50,75%, пентан — 49,25%.

Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон сохранения массы и уравнение реакции.

Сначала определим количество брома, которое было израсходовано в реакции. Из условия задачи мы знаем, что из 30г брома осталось неизрасходованным 6,8г. Таким образом, израсходовано было 30г - 6,8г = 23,2г брома.

Далее составим уравнение реакции между бромом и пентаном/пентеном: Br2 + C5H12 (пентан) = C5H11Br (бромпентан) + HBr Br2 + C5H10 (пентен) = C5H9Br (бромпентен) + HBr

Из уравнения видно, что каждый моль брома реагирует с одним моль пентана или пентена. Молярная масса брома (Br2) равна 160 г/моль, пентана (C5H12) - 72 г/моль, пентена (C5H10) - 70 г/моль.

Теперь найдем количество молей брома и пентана/пентена, используя их молярные массы: n(Br2) = 23,2г / 160 г/моль ≈ 0,145 моль n(C5H12) = n(C5H10) = 23,2г / 72 г/моль ≈ 0,322 моль

Таким образом, исходная смесь состоит из пентана и пентена в отношении 0,322:0,322 = 1:1. Итак, процентный состав исходной смеси равен 50% пентана и 50% пентена.