Question

Care este densitatea unui amestec de metan, etan și propan care se află în raport molar de 1:2:3??
A)1,02g/L
B)1,55g/L
C)1,15g/L
D)1,40g/L
E)1,60g/L​

Answer 1

Răspuns: Rezolvarea propusă, se bazează pe calcularea densității amestecului gazos în condiții normale de temperatură și presiune cu relația matematică:

d° =M medie/ V m unde:

d°= densitate amestec gazos (g/L)

M medie = masa moleculară medie a amestecului (g/mol). Corect se notează cu M și o linie pe M.

V m = volum molar =22,4 L/mol

M medie= ∑xi. Mi

unde:

∑=simbol matematic pentru suma (adunare)

xi= fracția molară a componentului, i

M= masa moleculară la componentul i

Se va compara rezultatul cu valoarea variantelor A...E

Date

Știm:

-conținut amestec gazos: CH₄ metan, C₂H₆etan și C₃H₈ propan

-raport molar gaze componente= 1:2.3, adică:

1mol CH₄ la 2 moli C₂H₆ la 3 moli C₃H₈

-V m =22,4L

-mase atomice, A: C=12, H=1 g/mol atom

--------------------------------------

Nu știm și vom calcula:

-fracția molară, X  din fiecare gaz component

-masa moleculară la fiecare gaz component

-masa moleculară medie

-densitatea amestecului gazos, d⁰

Calcule:

1) Fracții molare , Xi, component i:

Avem relația:

Xi = n moli de i/ n total moli

Deci, pentru amestecul nostru, avem:

n total moli= 1mol CH₄ + 2 moli C₂H₆ + 3 moli C₃H₈= 6 moli

⇒X CH₄ = 1 mol/6 mol=aprox. 0,17

⇒ X C₂H₆ = 2 mol/6 mol= 0,33

⇒X mol C₃H₈ = 3 mol /6 mol= 0,5

2) M CH₄ = A C + 4.A H = 12+4.1 = 16 g/mol

  M C₂H₆ = 2.AC + 6. A H = 2.12+6.1 =30 g/mol

  M C₃H₈ = 3.A C + 8. A H = 3.12+8.1 =36+8 = 44 g/mol

3) M medie la amestec=?

M medie = xCH₄ . M CH₄ + X C₂H₆. M C₂H₆ + X C₃H₈ . M C₃H ₈

M medie = (0,17.16+0,33.30+0,50.44) g/mol=34,62 g/mol

4) d⁰ = ? g/L

d⁰ = 34,62 g/mol/ 22,4 L/mol=1,5455 g/L aprx. 1,55 g/L

Rezultă, că varianta B este corectă.

R. 1,55 g/L, B

Explicație: