Intr-un vas inchis se afla un amestec format dintr-un alcan lichid si cantitatea de oxigen stoechiometric necesarà pentru arderea completa a alcanului. Raportul dintre presiunea din vas dupa ardere si presiunea din vas inainte de ardere este de 0,64, amble presiuni find mâsurate la temperatura de 25 °C.
Se cere:
a. Sa se determine formula molecularã a alcanului;
Răspunsuri la întrebare
Răspuns:
Se cunosc din enunț:
- -avem un alcan cu formula generală CnH2n+2,
-alcanul este lichid, deci trebuie să conțină un număr de atomi de C între 5 și aprox. 15 (vezi Chimia organică)
-considerăm numărul de moli de alcan = a moli
-alcanul lichid este într-un vas cu o cantitate stoechiometrică de O₂, fiindcă se arde.
-ecuația reacției de ardere este:
CₙH₂ₙ₊ ₂ lichid + (3n+1)/2 O₂ gaz → nCO₂ gaz + (n+1) H₂O lichid
-înainte de arderea alcanului lichid, O₂ este singurul gaz, care are:
volumul = volum vas= V (L)
temperatura= T, K, și este: 25⁰C + 273
presiunea= p1 (atm)
numărul de moli = cu numărul de moli stoechiometric consumat pentru arderea celor *a* moli de alcan
-ecuația de stare a gazelor ideale pentru O₂ este:
p1.V=n moli O₂ . R.T
- după arderea completă a alcanului, în vas se vor găsi:
-CO₂ gaz și H₂O lichid
-CO₂ gaz are în vas caracteristicile:
volumul său=volum vas=V (L)
presiunea sa=p2 (atm)
temperatura sa =T, K o considerăm constantă și este 25⁰C+273
numărul de moli=numărul de moli stoechiometric formați de *a*moli de alcan lichid
-ecuația de stare a gazelor ideale pentru CO₂ este:
p2.V=n moli CO₂ . R.T
- raportul dintre p2 (după ardere) / p1 (înainte de ardere)=0,64
Nu știm și vom calcula:
- valoarea numerică a lui n
-formula moleculară a alcanului CₙH₂ₙ+₂
Etape de calcul
- calculăm numărul de moli de O₂ consumați stoechiometric de *a*moli de CₙH₂ₙ₊₂,cu ecuația chimică de ardere completă:
a moli alcan......n moli O₂
CₙH₂ₙ₊₂ + (3n+1)/2 O₂→ n CO₂ + (n+1) H₂O
1mol............0,5(3n+1)
n moli O₂= 0,5.a(3n+1)
- calculăm numărul de moli de CO₂ (n CO₂) formați stoechiometric de *a*moli de alcan lichid prin ardere, cu ajutorul ecuației chimice:
a moli alcan..............................n moli CO₂
CₙH₂ₙ₊₂ + 0,5(3n+1)O ₂→ n CO₂ gaz + (n+1) H₂O lichid
1mol............................................n moli
n moli CO₂ = a.n
- exprimăm presiunea p2 CO₂ și presiunea p1 O₂ din ecuația de stare a gazelor ideale:
p1.V = n moli O₂. R.T = 0,5 a(3n+1). R.T
p2.V = n moli CO₂ .R.T =a.n .R.T
- calculăm pe n din raportul presiunilor:
p2/p1=0,64
a.n.R.T/V : V/ 0,5.a(3n+1).R.T = 0,64
n / 0,5(3n+1) =0,64
n= 0,64.0,5(.3n+1)=0,96n+0,32
n-0,96n = 0,32
0,04 n = 0,32
n=0,32: 0,04=8
- formula moleculară a alcanului cu n=8 este C₈H₂ₓ₈₊₂ = C₈H₁₈
- numele alcanului este octan. El este un lichid incolor inflamabil.
R: octan C₈H₁₈
Sper, să vă ajute!
Explicație:
Calculul se poate simplifica la următoarea relație matematică:
p2 după ardere/p1 înainte de ardere = n moli CO₂/ (3n+1)/2 moli O₂
n moli CO₂/ 0,5 (3n+1) moli O₂= 0,64