Номер 3, страница 125 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

3. В процессе перегонки нефти получен бензин, детонационные свойства которого такие же, как у смеси одинаковых объёмов изооктана и н-гептана. Чему равно октановое число полученного бензина?

Дано:

Детонационные свойства бензина эквивалентны свойствам эталонной смеси изооктана и н-гептана.

Объём изооктана в смеси равен объёму н-гептана ($V_{изооктана} = V_{н-гептана}$).

Найти:

Октановое число (ОЧ) полученного бензина.

Решение:

Октановое число – это показатель, характеризующий детонационную стойкость топлива, то есть его способность противостоять самовоспламенению при сжатии в двигателе. Для измерения этого показателя используют эталонную шкалу.

На этой шкале есть два эталонных вещества:
1. Изооктан (химическое название: 2,2,4-триметилпентан), который обладает высокой детонационной стойкостью. Его октановое число условно принято за 100.
2. н-Гептан (гептан нормального строения), который, наоборот, легко детонирует. Его октановое число условно принято за 0.

По определению, октановое число исследуемого топлива численно равно объёмной процентной доле изооктана в такой эталонной смеси (изооктан + н-гептан), которая детонирует так же, как и исследуемое топливо в стандартных условиях.

В условии задачи сказано, что детонационные свойства полученного бензина такие же, как у смеси одинаковых объёмов изооктана и н-гептана. Это означает, что в эквивалентной эталонной смеси объёмная доля каждого из компонентов составляет 50%.

Рассчитаем объёмную долю изооктана в эталонной смеси по формуле:
$ \varphi_{изооктана} = \frac{V_{изооктана}}{V_{смеси}} \times 100\% = \frac{V_{изооктана}}{V_{изооктана} + V_{н-гептана}} \times 100\% $

Поскольку по условию объёмы равны ($V_{изооктана} = V_{н-гептана}$), подставим это в формулу:
$ \varphi_{изооктана} = \frac{V_{изооктана}}{V_{изооктана} + V_{изооктана}} \times 100\% = \frac{V_{изооктана}}{2 \cdot V_{изооктана}} \times 100\% = \frac{1}{2} \times 100\% = 50\% $

Таким образом, содержание изооктана в эталонной смеси составляет 50%. Следовательно, октановое число полученного бензина равно 50.

Ответ: октановое число полученного бензина равно 50.