Химия

Рассчитываем массу брома:

$m(Br_{2}) = \frac{ \omega (Br_{2}) \cdot m(р-ра)}{100 \text{ %}}$;
$m(Br_{2}) = \frac{80 \cdot 4}{100} = 3,2 г$.

Вычисляем его количество:

$\nu (Br_{2}) = \frac{m(Br_{2})}{M(Br_{2})}$;
$\nu (Br_{2}) = \frac{3,2}{160} = 0,02 моль$.

Составляем уравнение реакции взаимодействия брома и бутена-2:

$CH_{3}-CH=CH-CH_{3} + Br_{2} \rightarrow CH_{3}-CHBr-CHBr-CH_{3}$.

Определяем количество бутена. Согласно уравнению реакции

$\nu (C_{4}H_{8}) = \nu (Br_{2}); \nu (C_{4}H_{8}) = 0,02 моль$.

Находим массу бутена в смеси:

$m(C_{4}H_{8}) = \nu (C_{4}H_{8}) \cdot M(C_{4}H_{8})$;
$m(C_{4}H_{8}) = 0,02 \cdot 56 = 1,12 г$.

Записываем уравнение реакции взаимодействия бутадиена с водородом с образованием бутена:

$CH_{2}=CH-CH=CH_{2} + H_{2} \rightarrow CH_{3}-CH=CH-CH_{3}$.

Определяем количество бутадиена, вступившего в реакцию с водородом с образованием бутена. Согласно уравнению реакции

$\nu_{1}(C_{4}H_{6}) = \nu (C_{4}H_{8}); \nu_{1}(C_{4}H_{6}) = 0,02 моль$.

Рассчитываем его массу

$m_{1}(C_{4}H_{6} ) = \nu_{1}(C_{4}H_{6}) \cdot M(C_{4}H_{6})$;
$m_{1}(C_{4}H_{6}) = 0,02 \cdot 54 = 1,08 г$.

Часть бутадиена прореагировала с водородом с образованием бутана:

$CH_{2}=CH-CH=CH_{2} + 2H_{2} \rightarrow CH_{3}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{3}$.

Его масса равна разнице масс бутадиена в исходной смеси и бутадиена, прореагировавшего с водородом с образованием бутена:

$m_{2}(C_{4}H_{6}) = m(C_{4}H_{6}) - m_{1}(C_{4}H_{6})$;
$m_{2}(C_{4}H_{6}) = 5,4 - 1,08 = 4,32 г$.

Находим количество бутадиена, прореагировавшего с водородом с образованием бутана:

$\nu_{2}(C_{4}H_{6}) = \frac{m_{2}(C_{4}H_{6})}{M(C_{4}H_{6})}$;
$\nu_{2}(C_{4}H_{6}) = \frac{4,32}{54} = 0,08 моль$.

Определяем количество бутана. Из последнего уравнения реакции следует, что

$\nu (C_{4}H_{10}) = \nu_{2}(C_{4}H_{6}); \nu (C_{4}H_{10}) = 0,08 моль$.

Рассчитываем массу бутана в смеси:

$m(C_{4}H_{10}) = \nu (C_{4}H_{10}) \cdot M(C_{4}H_{10})$;
$m(C_{4}H_{10}) = 0,08 \cdot 58 = 4,64 г$.

Вычисляем массовую долю бутана в смеси:

$\omega (C_{4}H_{10}) = \frac{m(C_{4}H_{10})}{m(C_{4}H_{10}) + m(C_{4}H_{8} ) } \cdot 100 \text{ % }$;
$\omega (C_{4}H_{10}) = \frac{4,64}{4,64 + 1,12} \cdot 100 = 81 \text{ %}$;