Для решения задачи воспользуемся законом объемов газов и стехиометрией реакций гидрирования.
Предположим, что в смеси содержатся ( x ) литров алкена и ( y ) литров алкина, при этом известно, что:
[ x + y = 10 , \text{л} ]
А также, согласно реакциям:
- Алкен + H₂ → Алкан (при присоединении одного моль водорода к одному моль алкена, образуется один моль алкана).
- Алкин + 2H₂ → Алкан (при присоединении двух моль водорода к одному моль алкина, образуется один моль алкана).
В результате реакции смесь может присоединить 16 литров водорода.
Обозначим:
- Алкены: ( x ) литров (присоединяет ( x ) литров H₂).
- Алкины: ( y ) литров (присоединяет ( 2y ) литров H₂).
Согласно условию задачи:
[ x + 2y = 16 , \text{л} ]
Теперь у нас есть система уравнений:
- ( x + y = 10 )
- ( x + 2y = 16 )
Решим эту систему. Из первого уравнения выразим ( x ):
[ x = 10 - y ]
Подставим это значение во второе уравнение:
[ (10 - y) + 2y = 16 ]
[ 10 + y = 16 ]
[ y = 16 - 10 = 6 ]
Теперь подставим значение ( y ) в первое уравнение, чтобы найти ( x ):
[ x + 6 = 10 ]
[ x = 10 - 6 = 4 ]
Таким образом, в смеси:
- Алкенов: ( 4 ) литра
- Алкинов: ( 6 ) литров
Теперь найдем доли углеводородов в смеси:
- Доля алкенов:
[
\frac{x}{x+y} = \frac{4}{10} = 0.4 \text{ или } 40%
]
- Доля алкинов:
[
\frac{y}{x+y} = \frac{6}{10} = 0.6 \text{ или } 60%
]
Таким образом, в смеси:
- Доля алкенов составляет 40%,
- Доля алкинов составляет 60%.