Пропелленты – это вещества, создающие давление внутри аэрозольного баллона, для вытеснения продукта из упаковки. Многие косметические средства (например, лаки для волос, дезодоранты) используют в качества бытового пропеллента смесь пропана, н-бутана и изобутана. В лабораторию для анализа поступил баллончик некоторого дезодоранта. Содержимое баллончика аккуратно и количественно перенесли в герметичный сосуд большого объёма. Все компоненты дезодоранта, кроме газа-пропеллента, сконденсировались на дне сосуда тонким слоем. Оставшийся газ-пропеллент откачали в другой герметичный сосуд объёмом 25 л и взвесили его, плотность смеси при 25∘C составила 2,18 г/л, а давление в сосуде составило 99,1 кПа. Рассчитайте массы всех компонентов газа-пропеллента (в граммах) в исследуемом образце. Дополнительно известно, что в смеси количество первичных атомов углерода в 11 раз больше, чем третичных. В ответ запишите число, если число нецелое, то округлите его до десятых.

Для решения задачи нам необходимо найти массы всех компонентов газа-пропеллента в исследуемом образце.

1. Найдем массу газа-пропеллента в сосуде объемом 25 л: m = V * ρ = 25 л * 2,18 г/л = 54,5 г

2. Найдем количество вещества газа-пропеллента: n = m / M, где M - молярная масса смеси пропана, н-бутана и изобутана. M = 44,1 г/моль (пропан) + 58,1 г/моль (н-бутан) + 58,1 г/моль (изобутан) = 160,3 г/моль

n = 54,5 г / 160,3 г/моль ≈ 0,34 моль

3. Так как количество первичных атомов углерода в 11 раз больше, чем третичных, то можно предположить, что в смеси содержится пропан и изобутан (первичные атомы углерода) без н-бутана (третичные атомы углерода).

Пусть количество молей пропана в смеси равно x, а количество молей изобутана равно y. Тогда уравнение будет выглядеть следующим образом: x = 11y

4. Составим систему уравнений на основе данных о молях и массах компонентов: x + y = 0,34 44,1x + 58,1y = 54,5

5. Решим систему уравнений: x = 11y 44,1(11y) + 58,1y = 54,5 486,1y + 58,1y = 54,5 544,2y = 54,5 y ≈ 0,1 моль x ≈ 0,24 моль

6. Найдем массы компонентов газа-пропеллента: m(пропан) = 44,1 г/моль * 0,24 моль ≈ 10,6 г m(изобутан) = 58,1 г/моль * 0,1 моль ≈ 5,8 г

Таким образом, массы всех компонентов газа-пропеллента в исследуемом образце составляют примерно 10,6 г пропана и 5,8 г изобутана.