5.Смесь метана и этилена со средней молекулярной массой 22 подверглась неполному гидрированию, после чего ее плотность

1. Рассмотрим состояние газовой смеси до гидрирования. Обозначим объемную долю метана (φ(CH4)) за x, объемную долю этилена (φ(C2H4)) — за y. Тогда, зная относительные молекулярные массы метана (Mr(CH4) = 16) и этилена (Mr(C2H4) = 28), можно записать следующее уравнение:

16x + 28y = 22.

Так как в смеси содержатся только метан и этилен, то можно записать следующее уравнение:

x + y = 1.

Решая систему из уравнений 16x + 28y = 22, x + y = 1, получаем х = 0,5 и y = 0,5.

2. После реакции гидрирования общий объем смеси не изменился:

поэтому объемная доля метана (так как он не участвовал в реакции) осталась той же. Если обозначить объемную долю образовавшегося этана за z, то объемная доля этилена уменьшилась и составила y - z = 0,5 - z.

Молекулярная масса смеси после гидрирования составляет

Mr(смеси) = DH2(смеси) · Mr(H2) = 11,25 · 2 = 22,5;

Mr(С2H6) = 30.

Можно записать следующее уравнение для смеси после реакции гидрирования:

16 · 0,5 + 28 · (0,5 - z) + 30 · z = 22,5.

Решая это уравнение, получаем, что z = 0,25.

Итак, объемная доля этилена до реакции составляла y = 0,5, после реакции — y - z = 0,5 - z = 0,5 - 0,25 = 0,25.

Очевидно, что доля прореагировавшего этилена составляет

z / y = 0,25 / 0,5 = 0,5 или 50%

Увеличилась.
Плотность газа определяется делением молекулярной массы газа на 22,4 литра (объём одного моля газа при нормальных условиях) .
Po = Mr \ 22,4. Измеряется в г\л или кг \ кубометр.
Такое положение дел вызвано тем, что метан - это предельный алкан, а этилен - соединение с ненасыщенной связью. Гидрирование смеси вызывает преобразование этилена в этан. При этом средняя молекулярная масса смеси увеличивается, а значит увеличивается и плотность газовой смеси. Но такое однозначное наблюдение действительно только для газов в рамках органической химии.