Question

Daca un amestec cu raportul molar etan:acetilena:hidrogen de 1:1:4 se trece peste un catalizator de Ni, variatia procentuala de volum este:
a)25%
b)33.33%
c)50%
d)66,66%
e)75%

Answer 1

Răspuns: *O părere!*

1) Număr de moli de gaze aduse de amestec în reacție, catalizator Ni:

Din raportul molar avem:

1mol C₂H₆+1molC₂H₂+4moliH₂=6 moli

2) Calculăm de pe reacția chimică dintre acetilenă și hidrogen, numărul de moli de etan format, numărul de moli de H₂ nereacționat. Se vede că numărul de moli de etină este mai mic față de hidrogen, conform reacției chimice, ca atare se va consuma total:

1mol C₂H₂.......n H₂.......n C₂H₆

C₂H₂          +    2H₂     = C₂H₆

1mol....................2moli.....1mol

nH₂ consumat=2moli, n C₂H₆ format=1mol

nH₂ nereacționat=4 moli intrat-2 moli reacționat=2 moli

c) Stabilim n moli de gaze rezultate din reacție:

1 mol etan intrat +1mol etan format+2moli de hidrogen nereacționat=4 moli

d) Variația numărului de moli este reprezentată prin acest tabel:

intrat             moli     V (L)         ieșit    moli      V(L)

C₂H₆.................1..........1.22,4..........C₂H₆.......1........1.22,4

                                    format    C₂H₆......1.........1.22,4

C₂H₂..................1..........1.22,4..........0........0.................0

H₂......................4..........4.22,4........H₂.........2...........2.22,4

TOTAL             6........................... TOTAL  4

Diferența 6-4=2 moli (2.22,4L)

dacă la 6 moli amestec intrat..............avem o scădere de 2 moli

atunci la 100% moli amestec intrat.....avem o scădere de X

X=2moli.100%/6 moli=33,33%

R: b) 33,33%, variația de volum dintre amestecul intrat și cel rezultat

Explicație:

Știm din Chimia organică, următoarele:

-etanul (C₂H₆) nu reacționează cu H₂ (hidrogen), fiindcă este o hidrocarbură saturată (alcan).

-acetilena (etină) C₂H₂, este o hidrocarbură nesaturată, are legătura C≡C și dă  reacție de adiție cu H₂. Adiția H₂ la tripla legătură va duce în funcție de catalizatorul folosit la: etan,C₂H₄ (catalizator Ni); etenă,  H₂C=CH₂ (catalizator Pd otrăvit cu ion Pb²⁺).

H₂C≡CH₂    +  2H₂     =    CH₃-CH₃  / Ni

1mol .................2moli..............1mol

1Vm....................2Vm.................1Vm

Vm=volum molar (1 mol gaz, în c.n. ocupă 22,4L)

c.n.=condiții normale de temperatură și presiune (t=0 ⁰C și p=1atm)

-la amestecuri de  gaze, fracția molară= fracția de volum

Pentru a afla variația procentuală de volum dintre amestecul reactant și amestecul care a rezultat după trecerea peste Ni, din reactor, propun să facem un calcul procentual cu diferența dintre numărul de moli:

n total moli amestec intrat în reactor- n total moli amestec rezultat

In concluzie, la calcul parcurgem etapele:

a) stabilim numărul de moli total intrat, cu amestecul în reacție:

-raportul molar C₂H₆:C₂H₂:H₂=1:1:4, reprezintă 1mol etan, 1mol etina, 4 moli hidrogen în amestec

-număr total de moli intrați=1+1+4=6 moli

b)calculăm câți moli de hidrogen reacționează cu 1 mol de etină și căți moli de etan se formează, câți moli de hidrogen rămân nereacționați.

c) stabilim numărul de moli de gaze ieșite din reacție

d) facem un calcul procentual.