Химия

При дегидрировании этана и пропана происходят реакции

$\underset {M_1 = 30}{CH_3 - CH_2} \overset {- H_2}{\rightarrow} \underset {M_3 = 28}{CH_2 = CH_2}$
$\underset {M_2 = 44}{CH_3 - CH_2 - CH_3} \overset {- H_2}{\rightarrow} \underset {M_4 = 42}{CH_3 - CH = CH_2}$.

При гидратации образовавшихся этиленовых углеводородов получаются спирты

$\underset {M_3 = 28}{CH_2 = CH_2 + H_2O} \underset {H^{+}}{\rightarrow} \underset {M_5 = 46}{CH_3 - CH_2OH}$
$\underset {M_{4} = 42 }{CH_{3} - CH = CH_{2} + H_{2}O }$ $CH_{3} - \underset{ \overset{|}{ \underset{M_{6} = 60 пропанол - 2 }{CH} } }{OH} - CH_{5} $

Из 1 моля каждого предельного углеводорода получается по 1 молю непредельного углеводорода, а затем по 1 молю соответствующего спирта. Средняя молекулярная масса исходной газовой смеси до дегидрирования $\bar {M_7} = M_1x + М_2(1-х)$.

Средняя молекулярная масса продуктов дегидрирования (при 100 %-ном выходе и отсутствии в смеси водорода или паров воды) равна

$\bar {M_8} = M_8 \cdot x + M_4 (1 - x)$.

По условиям $\frac{ \bar {М_8}}{ \bar {М_7}} = 1 - 0,0655 = 0,9345$, т. е.

$\frac {M_3x + M_4 (1-x)}{M_1x + M_2(1-x)} = \frac {28x + 42(1-x)}{30x + 44(1-x)} = 0,9345$,

или $28x + 42(1-x) = 0,9345 \cdot [30x + 44(1-x)]$, $0,917x = 0,882$

$x = 0,9618$ или 96,2 % этана (по объему),
$y = 0,0382$ или 3,8 % пропана.

В смеси спиртов при 100 %-ном выходе будет содержаться

$c_{ \text{%}}^{ \prime} = \frac {46 \cdot 0,9678 \cdot 100}{46 \cdot 0,9618 + 60 \cdot 0,0382} = 95,08$ % этанола (по массе),
$c_{ \text{%}}^{ \prime \prime} = 100 - 95,08 = 4,92 $ % пропанола - 2.