Question

As fi recunoscatoare daca m-ati putea ajuta cu rezolvarea urmatoarei probleme:

O metoda de obtinere a etenei in laborator se bazeaza pe deshidratarea alcoolului etilic. Ecuatia reactiei chimice este: CH3-CH2-OH-----C2H4+H2O

a) Calculeaza volumul de etena care se poate obtine din 400 ml de alcool etilic de concentratie 96% si avand densitatea 0,8 g/ml.

b) intreaga cantitate de etena obtinuta la punctul a) se arde. Se cere:

1) calculeaza volumul de aer necesar arderii

2) calculeaza compozitia procentuala, in procente molare, a amestecului gazos obtinut (apa este in stare de vapori).

Multumesc anticipat.

Answer 1

Cu semnul "*" notez inmultirea.

a).
Masa molara a C2H5OH este 2*12 + 6*1 + 1*16 = 46(g/mol).

Din formula densitatii gasim masa solutiei de alcool etilic utilizat.
ro = ms/V, de unde ms = ro*V = 0,8*400 = 320(g CH3CH2OH).

Din formula concentratiei procentuale gasim masa dizolvata de alcool etilic.
c = 100*md/ms, de unde md = c*ms/100 = 96*320/100 = 307,2(g CH3CH2OH).

Banuiesc ca vrei sa afli volumul de etena masurat in conditii normale. Eu in aceasta ipoteza voi rezolva.
In c.n., volumul unui mol de gaz este 22,4 litri.

Ecuatia reactiei este:

CH3 - CH2 - OH  -->  C2H4  +  H2O

Daca din 1*46 g etanol rezulta 1*22,4  l etena
Atunci din 307,2 g etanol vor rezulta x l etena

x = 307,2*22,4/46 = aprox. 149,59304 = aprox. 149,6(l etena).


b). 1.
Deci se ard 149,6 l C2H4.
Sa vedem ce volum de O2, masurat in c.n.,  este necesar.

C2H4  +  3O2  -->  2CO2  +  2H2O

Daca 1*22,4 l  C2H4 consuma 3*22,4 l O2
Atunci 149,6 l C2H4 vor consuma y l O2

y = 3*22,4*149,6/22,4 = 448,8(l O2).

Vad ca nu ai precizat ce procent de volum de O2 se gaseste in aer: 20% sau 21% ?
Eu voi rezolva atunci in ambele situatii.

Daca se considera 20% O2(vol.) in aer.

Daca in 100 l aer se gasesc 20 l O2
Atunci in V l aer se vor gasi 448,8 l O2
V = 100*448,8/20 = 5*448,8 = 2244(l aer).


Daca se considera 21% O2(vol.) in aer.

Daca in 100 l aer se gasesc 21 l O2
Atunci in V' l aer se vor gasi 448,8 l O2
V' = 100*448,8/21 = aprox. 2137,1428(l aer).

b). 2.
Presupun ca etena si O2 se consuma in totalitate, deci amestecul gazos va contine CO2 si vapori de H2O.

C2H4  +  3O2  -->  2CO2  +  2H2O

Daca analizam stoechiometria  ecuatiei reactiei chimice de ardere a etenei, observam ca rezulta acelasi numar de moli de CO2 si respectiv H2O. Concret, din 1 mol etena rezulta 2 moli CO2 si tot 2 moli H2O.

Asta inseamna ca procentele molare de CO2 si respectiv H2O(vapori) in amestecul gazos rezultat sunt  fiecare de 50%.

Deci amestecul gazos rezultat contine in procente molare 50% CO2 si 50% H2O(vapori).

Asta este parerea mea.