Question

11g amestec de metanol si etanol se ard cu O2. Stiind ca se obtin 12,6 g de H2O, se cere:

a) calculeaza compozitia amestecului de alcooli in procente molare;

b) calculeaza volumul de O2 (c.n) consumat la arderea metanolului.

Answer 1

 Masa molara a CH3OH este 1*12 + 4*1 + 1*16 = 32(g/mol).
Masa molara a C2H5OH este 2*12 + 6*1 + 1*16 = 46(g/mol0.
Masa molara a H2O este 2*1 + 1*16 = 18(g/mol).

Notam cu x - masa de metanol ce reactioneaza(g); y - masa de etanol ce reactioneaza(g); a - masa de apa rezultata la arderea a x g metanol(g) ; b - masa de apa rezultata la arderea a y g etanol(g).

Din enunt sunt evidente deci relatiile:

x + y = 11    (1)

a + b = 12,6    (2)


Deci scriem ecuatiile reactiilor de ardere.

CH3OH  +  3/2O2  =>  CO2  +  2H2O

1*32 g
CH3OH
x g

2*18 g
2H2O
a g

De aici avem: a = 2*18*x/32 = 9x/8(g metanol).


C2H5OH  + 3O2  = >  2CO2  +  3H2O

1*46 g
C2H5OH
y g

3*18 g
3H2O
b g

b = 3*18*y/46 = 54y/46 = 27y/23(g etanol).

Inlocuim acum in relatia (2) pe a in functie de x si pe b in functie de y si avem:

a  + b = 12,6

9x/8 + 27y/23 = 12,6          (3)
Dar mai stim ca  x + y = 11      (1)

Cu relatiile (1) si (3) formam un sistem de ecuatii.

Eliminam numitorul in relatia (3):

23*9x + 8*27y = 8*23*12,6
207x + 216y = 2318,4              (4)

Scoatem pe x din relatia (1) si inlocuim in (4):

x = 11 - y;

207(11 - y) + 216y = 2318,4
2277 - 207y + 216y = 2318,4
9y = 41,4
y = 4,6(g etanol).

x = 11 - y
x = 11 - 4,6
x = 6,4(g metanol).

Sa vedem acum cati moli reprezinta 6,4 g metanol si respectiv 4,6 g etanol.

Daca 32 g metanol reprezinta 1 mol metanol
Atunci 6,4 g metanol vor reprezenta c moli metanol

c = 6,4*1/32 = 0,2(moli metanol).

Daca 46 g etanol reprezinta 1 mol etanol
 Atunci 4,6 g etanol vor reprezenta d moli etanol

d = 4,6*1/46 = 0,1(moli etanol).

Deci amestecul de alcooli contine in total 0,2 moli + 0,1 moli = 0,3 moli.

Si acum sa gasim procentele molare.

Daca in 0,3 moli amestec de alcooli se gasesc 0,2 moli metanol si 0,1 moli etanol
Atunci in 100 moli amestec de alcooli se vor gasi p1 moli metanol si p2 moli etanol

p1 = 0,2*100/0,3 = aprox. 66,7(moli metanol).

p2 = 0,1*100/0,3 = aprox. 33,3(moli etanol).

Deci procentele molare din amestecul de alcooli sunt: 66,7% metanol si 33,3% etanol.



b). In c.n., volumul unui mol de gaz este 22,4 l.
Sa vedem deci ce volum de O2 a fost necesar pentru arderea a 0,2 moli metanol.

CH3OH  +  3/2O2  = >  CO2  +  2H2O

1*1 moli
CH3OH
0,2 moli

(3/2)*22,4 l
3/2O2
V l

V = 0,2*(3/2)*22,4/1 = 6,72(l O2).

Verifica si tu.