Н-Пентан пропустили над хлоридом алюминия, при этом образовалась смесь всех возможных изомеров состава С5Н12. Определите мольную долю н-пентана в образовавшейся смеси, если дополнительно известно, что соотношение числа четвертичных атомов углерода к третичным и вторичным в образовавшейся смеси составляет 5: 3: 9 соответственно. Ответ выразите в процентах, округлите до целых.

Решение 1) Назначим переменные для количества молей каждого из трех изомеров C5H12: - x1 — н-пентан (n-pentane) - x2 — изопентан (2-метилбутан) - x3 — неопрентан (2,2-диметилпропан) 2) Подсчёт числа углеродных атомов по типам в каждом изомере: - н-пентан: нет квартерных и терциарных атомов; 3 вторичных углерода (S = 3) - изопентан: 1 терциарный углерод, 1 вторичный, 3 первичных; (Q = 0, T = 1, S = 1) - неопрентан: 1 квартерный углерод, 0 терциарных, 0 вторичных; (Q = 1, T = 0, S = 0) 3) Состав смеси по типам углеродов: - Общее число квартерных C: Q = x3 - Общее число терциарных C: T = x2 - Общее число вторичных C: S = 3x1 + x2 4) Условие задачи: отношение Q : T : S = 5 : 3 : 9. Пусть Q = 5k, T = 3k, S = 9k. Тогда: - x3 = 5k - x2 = 3k - 3x1 + x2 = 9k → 3x1 + 3k = 9k → 3x1 = 6k → x1 = 2k 5) Общее количество молей смеси: N = x1 + x2 + x3 = 2k + 3k + 5k = 10k 6) Мольная доля н-пентана: x1 / N = (2k) / (10k) = 1/5 = 0.2 7) Ответ в процентах: 20% (округление до целых). Итак, мольная доля н-пентана в смеси равна 20%.