Сколько звеньев бутадиена входит в одно звено акрилонитрила в макромолекулах синтетического каучука марки СКН с содержанием азота 5,2% по массе?
Пошаговое объяснение:
Для решения этой задачи, мы можем воспользоваться информацией о содержании азота в синтетическом каучуке марки СКН и молекулярных формулах акрилонитрила (CH2=CH-CN) и бутадиена.
- Сначала определим молекулярные массы акрилонитрила и бутадиена. Молекулярная масса акрилонитрила равна сумме молекулярных масс атомов в его формуле:
Масса акрилонитрила (CH2=CH-CN) = Масса углерода (C) + Масса водорода (H) + Масса азота (N)
Масса акрилонитрила (CH2=CH-CN) = 12 g/mol + 1 g/mol + 14 g/mol = 27 g/mol
Молекулярная масса бутадиена равна сумме молекулярных масс атомов в его формуле:
Масса бутадиена (CH2=CH-CH=CH2) = Масса углерода (C) + Масса водорода (H)
Масса бутадиена (CH2=CH-CH=CH2) = 12 g/mol + 1 g/mol = 13 g/mol
- Теперь, зная молекулярные массы акрилонитрила и бутадиена, мы можем определить соотношение их масс в макромолекулах синтетического каучука СКН. Давайте обозначим массу акрилонитрила как «m1» и массу бутадиена как «m2» в макромолекуле.
Согласно условию задачи, содержание азота в синтетическом каучуке СКН составляет 5,2% по массе. Это означает, что масса азота (N) в макромолекуле равна 5,2% от общей массы макромолекулы:
Масса N в макромолекуле = 0,052 * (m1 + m2)
- Так как масса N в макромолекуле определяется только от акрилонитрила, то:
Масса N в макромолекуле = 0,052 * m1
- Далее, нам нужно учесть, что молекула акрилонитрила содержит азот, а молекула бутадиена нет. Поэтому количество атомов азота в макромолекуле равно количеству звеньев акрилонитрила в макромолекуле. Таким образом, мы можем записать:
Количество атомов N в макромолекуле = Количество звеньев акрилонитрила
- Теперь мы можем связать массу азота в макромолекуле с количеством атомов N:
Масса N в макромолекуле = Количество атомов N * Масса азота
- Так как масса азота равна молекулярной массе азота (14 g/mol), то:
0,052 * m1 = Количество атомов N * 14 g/mol
- Теперь нам нужно определить количество атомов азота в одной молекуле акрилонитрила (CH2=CH-CN). В этой молекуле есть один атом азота (N), поэтому:
Количество атомов N в одной молекуле акрилонитрила = 1
- Теперь мы можем записать окончательное уравнение:
0,052 * m1 = 1 * 14 g/mol
- Решив это уравнение, мы найдем массу акрилонитрила (m1) в макромолекуле:
m1 = (1 * 14 g/mol) / 0,052 ≈ 269,23 g/mol
- Теперь у нас есть масса акрилонитрила в макромолекуле. Чтобы найти, сколько звеньев бутадиена (m2) приходится на одно звено акрилонитрила, мы можем поделить массу бутадиена на массу акрилонитрила:
m2 = Масса акрилонитрила / Масса бутадиена
m2 = 269,23 g/mol / 13 g/mol ≈ 20,71
Ответ: Около 20,71 звеньев бутадиена приходится на одно звено акрилонитрила в макромолекулах синтетического каучука марки СКН с содержанием азота 5,2% по массе.