Question

1. Se ard 44,8 cm3 C2H6. Calculeaza :
a) volumul de aer (cu 20% in volume), masurat in conditii normale, consumat ;
b) numarul de moli de CO2 degajat;
c) masa de apa obtinuta in urma reactiei de ardere.

2. Compozitia in procente de volum a unei probe dintr-un gaz de sonda este urmatoarea :
40% etan , 
35% propan
25% butan

Determinati : 
a) masa moleculara medie a amestecului 
b) densitatea amenstecului in raport cu aerul ( Maer = 28,9 )
c) compozitia in procente de masa a amestecului . 

Answer 1

Cu semnul "*" notez inmultirea.

Problema 1.

a). Volumul unui mol de gaz in c.n. este 22,4 litri.
1 litru = 1 dm cub = 1000 cm cubi.
Deci 44,8 cm cubi = 0,0448 litri.
Masa molara a apei H2O este 2*1 + 1*16 = 18(g/mol).

Ecuatia reactiei chimice de ardere a etanului este:

C2H6  +  7/2O2  -->  2CO2  +  3H2O

Daca 1*22,4 l C2H6 reactioneaza cu (7/2)*22,4 l O2
Atunci 0,0448 l C2H6 vor reactiona cu x l O2

x = 0,0448*(7/2)*22,4/22,4 = 0,1568(l O2).

Daca in 100 l aer se gasesc 20 l O2
Atunci in V l aer se vor gasi 0,1568 l O2

V = 100*0,1568/20 = 5*0,1568 = 0,784(l aer) = 784(cm cubi aer).

b). Sa vedem cati moli C2H6 corespund la 0,0448 l C2H6.
Daca 22,4 l c2H6 corespund la 1 mol C2H6
Atunci 0,0448 l C2H6 vor corespunde la y moli C2H6

y = 0,0448*1/22,4 = 0,002(moli C2H6) = 2(milimoli C2H6).

Pe baza stoechiometriei ecuatiei reactiei de ardere, putem scrie:

Daca din 1*1 moli C2H6 rezulta 2*1 moli CO2
Atunci din 0,002 moli C2H6 vor rezulta a moli CO2

a = 2*0,002/1 = 0,004(moli CO2) = 4(mmoli CO2).
Asadar se degaja 0,004 moli CO2.

c). Tot pe baza stoechiometriei ecuatiei reactiei de ardere putem scrie:
 Daca din 1*1 moli C2H6 rezulta 3*18 g H2O
Atunci din 0,002 moli C2H6 vor rezulta z g H2O

z = 3*18*0,002/1 = 0,108(g H2O) = 108(mg H2O).
Deci rezulta 0,108 g H2O, adica 108 mg H2O.


Problema 2.

Mase molare: pentru C2H6 este 2*12 + 6*1 = 30(g/mol); pentru C3H8 este 3*12 + 8*1 = 44(g/mol); pentru C4H10 este 4*12 + 10*1 = 58(g/mol).

In cazul gazelor procentele molare sunt egale cu procentele de volum.
Daca vom considera ca avem 100 moli de proba de gaz de sonda, acolo vom avea, conform enuntului, 40 moli C2H6, 35 moli C3H8 si 25 moli C4H10.

Deci masa moleculara medie (eu o s-o notez aici cu M) este:
M = (40*30/10) + (35*44/100) + (25*58/100) = 12 + 15,4 + 14,5 = 41,9(g/mol).

b)
Densitatea amestecului in raport cu aerul este d = roamestec/roaer = M/Maer = 41,9/28,9 = aprox. 1,4498269 = aprox. 1,45.

c). Sa transformam procentele molare in procente masice.

Deci am considerat pana acum ca avem 100 moli amestec gazos in care se gasesc 40 moli C2H6, 35 moli C3H8 si 25 moli C4H10.

Sa vedem ce mase corespund acestor valori exprimate in moli.

Daca 1 mol C2H6 corespunde la 30 g C2H6
Atunci 40 moli C2H6 vor corespunde la x g C2H6
x = 40*30/1 = 1200(g C2H6).

Daca 1 mol C3H8 corespunde la 44 g C3H8
Atunci 35 moli C3H8 vor corespunde la y g C3H8
y = 35*44/1 = 1540(g C3H8).

Daca 1 mol C4H10 corespunde la 58 g C4H10
Atunci 25 moli C4H10 vor corespunde la z g C4H10
z = 25*58/1 = 1450(g C4H10).

Total masa amestec gazos: 1200 + 1540 + 1450 = 4190(g amestec gazos).

Si acum sa gasim procentele de masa.

Daca in 4190 g amestec gazos se gasesc 1200 g C2H6, 1540 g C3H8 si 1450 g C4H10
Atunci in 100 g amesec gazos se vor gasi p1 g C2H6, p2 g C3H8 si p3 g C4H10

p1 = 100*1200/4190 = aprox. 28,639618 = aprox. 28,64(g C2H6).

p2 = 100*1540/4190 = aprox. 36,754176 = aprox. 36,75(g C3H8).

p3 = 100*1450/4190 = aprox. 34,606205 = aprox. 34,61(g C4H10).

Deci procentele masice din amestecul gazos sunt:
28,64% C2H6; 36,75% C3H8; 34,61% C4H10.

Proba: 28,64 + 36,75 + 34,61 = 100.

Asta este parerea mea legata de problemele propuse aici. Verifica si tu.