Question

4 213. Se supun pirolizei 448 L metan, în condiții normale, de puritate 75%. Dacă 60% din metan se transformă în acetilenă şi restul se descompune in elemente, conţinutul in procente de moli de acetilenă din amestec este:
A. 10
B. 12,5
C. 15
D. 20
E. 35.​

Answer 1

Răspuns:

Vom calcula procentul de moli de C₂H₂ din gazele de reacție  cu expresia matematica, de mai jos, pe baza reactiilor chimice de la piroliza CH₄:

r 1 : formare C₂H₂ , cu 60% din metanul pur

2 CH₄ → C₂H₂↑ + 3 H₂↑

r2: descompunere termica  40 % de metan pur (restul):

CH₄→C solid↓ + 2H₂↑

Metanul pur se consuma total.

% moli C₂H₂ = n moli C₂H₂ .100 %/ n moli total de gaze (C₂H₂+ H₂ din reactiile 1 si 2)

Carbonul este solid si nu se află in gaze ( se neglijeaza particulele de C, care sunt antrenate din reactor, fiindca nu se specifica in enunt).

Calcule

• se calculeaza volumul de CH₄ pur din 448 L metan cu 75% CH₄ (masurat in c.n.)

V CH₄ pur = 448 L metan . 75/100 = 336 L

Numai CH₄ pur intra in  calculele stoechiometrice pentru cantitatile de C₂H₂ si H₂

• se calculeaza volumele  de CH₄ (L, c.n.) care vor participa la reacțiile 1 si 2 de mai sus:

V CH₄ (L, c.n) pentru formare C₂H₂= 336 L .60%/100%=201,6 L

V CH₄ (L, c.n) pentru descompunere este restul = 336L . 40%/100%

sau:

V CH₄ (L, c.n.) pentru descompunere=  336 L CH₄- 201,6 L(de la formare C₂H₂) = 134,4 L

• se calculeaza stoechiometric volumele de C₂H₂ (x, L, c.n.) și de H₂ (y1, L, c.n.) formate de 201,6 L CH₄ cu reactia 1:

201,6 L CH₄ ............x,L C₂H₂........y1, L H₂

            2 CH₄    →    C₂H₂          + 3 H₂

       2.22,4L/mol........22,4L/mol....3.22,4 L/mol

x, L, C₂H₂ = 201,6 L .22,4/2.22,4= 100,8 L

y1, L, H₂ = 201,6 L .3.22,4/2.22,4 = 302,4 L

• se calculeaza stoechiometric volumul (y2, L, c.n. ) de H₂ format prin descompunerea celor 134,4 L CH₄ in C si H:

134,4 L CH₄...........y2 (L) H₂

             CH₄   →   2 H₂     + C solid

    22,4 L/mol  ......2.22,4 L/mol

y2 = 134,4 L .2 .22,4/22,4 =268,8 L

• se calculeaza volumul total de gaze de reactie (c.n.):

V t = V C₂H₂ + V t H₂ (y1+y2)= 100,8L + 302,4L + 268,8L=672L

• se calculeaza procentul de moli de C₂H₂ in amestecul de gaze de reactie.

Fiindca volumele sau masurat în c.n. de temperatura si presiune, numarul de moli este:

n moli = V gaz (c.n.) / Volum molar

Rezulta:

% moli C₂H₂= (100,8 L .100 %/ 22,4 L.mol ) / (672 L / 22,4 L/mol)

= 100,8.100/672=15%

R: 15 %, varianta C

Verificati, calculele!

Sper, sa va ajute!

Explicație: