Question

La cracarea n-butanului se obţine un amestec de gaze ce conţine în procente volumetrice 25% propenă,20% etenă, restul metan, etan şi butan nereacţionat. Determinaţi volumul de etenă, exprimat în m3,obţinut prin cracarea a 1100 m3 de butan. Toate volumele sunt măsurate în condiţii normale detemperatură şi de presiune.

Answer 1

Catalina, nu sunt eu foarte sigur, dar cred ca s-ar rezolva asa.

Notam cu V - volumul(in metri cubi) gazelor rezultate la cracarea n - butanului.

Stim ca in c.n. volumul unui kilomol de gaz este 22,4 metri cubi.

Ecuatiile reactiilor care au loc sunt:

H3C - CH2 - CH2 - CH3  =>  CH4  +  H2C = CH - CH3                       (1)

H3C - CH2 - CH2 - CH3  =>  H3C - CH3  +  H2C = CH2                      (2)

H3C - CH2 - CH2 - CH3  =>  H3C - CH2 - CH2 - CH3                          (3)

Ultima ecuatie, notata cu (3), arata ca o parte din n - butan ramane nereactionat.

Deoarece am notat cu V(in metri cubi) volumul gazos rezultat(care contine conform ecuatiilor reactiilor scrise, metan, propena, etan, etena si n - butan nereactionat), volumul de propena rezultata este 25%V,  adica 0,25V metri cubi, iar volumul de etena rezultata este 20%V, adica 0,2V metri cubi.

Insa din ecuatia reactiei (1) observam ca din 1 kmol n - butan rezulta 1 kmol metan si 1  kmol propena. Asta inseamna, in c.n., ca din 22,4 metri cubi n - butan rezulta 22,4 metri cubi metan si 22,4 metri cubi propena. Deci volumele de metan si propena rezultate sunt aceleasi, ceea ce inseamna ca, tinand cont de volumul V, volumul de metan rezultat in cazul de fata este 0,25V metri cubi, deci exact cat volumul de propena rezultat.

Judecand asemanator pentru ecuatia reactiei (2), rezulta ca se obtine acelasi volum de etan ca si volumul de etena rezultat, adica 0,2V metri cubi etan.

Total volum de gaze rezultat in ecuatiile reactiilor (1) si (2):
0,25V(metri cubi CH4)  +  0,25V(metri cubi C3H6)  +  0,2V(metri cubi C2H6)  + 0,2V(metri cubi C2H4) = 0,9V(metri cubi gaze).

Deci rezulta ca volumul de n - butan nereactionat aflat in amestecul gazos obtinut este V - 0,9V = 0,1V(metri cubi n - butan nereactionat). Asta inseamna 10%din volumul V.

Sa exprimam volumul de butan reactionat isi nereactionat in functie de volumul amestecului gazos rezultat V.

H3C - CH2 - CH2 - CH3  =>  CH4  +  H2C = CH - CH3

Daca din 1*22,4 metri cubi n - butan rezulta 1*22,4 metri cubi propena
Atunci din x metri cubi n - butan vor rezulta 0,25V metri cubi propena

x = 0,25V(metri cubi n - butan).

H3C - CH2 - CH2 - CH3  =>  C2H6  +  C2H4

Daca din 1*22,4 metri cubi n - butan rezulta 1*22,4 metri cubi etena
Atunci din y metri cubi n - butan vor rezulta 0,2V metri cubi etena

y = 0,2V(metri cubi n - butan).

Sa vedem acum ce volum de n - butan a ramas nereactionat.

H3C - CH2 - CH2 - CH3  =>  H3C - CH2 - CH2 - CH3

Daca din 1*22,4 metri cubi n - butan rezulta 1*22,4 metri cubi n - butan
Atunci din z metri cubi n - butan vor rezulta 0,1V metri cubi n - butan

z = 0,1V(metri cubi n -- butan).

Volumul de n - butan(c.n.) introdus in proces este deci: x + y + z = 0,25V + 0,2V + 0,1V = 0,55V(metri cubi n - butan).

Dar in enunt ni se spune ca s-au introdus 1100 metri cubi n - butan(c.n.), deci putem scrie:

0,55V = 1100, de unde V = 1100/0,55 = 2000(metri cubi amestec gazos obtinut).

Deoarece volumul de etena este 20% din acest volum de amestec de gaze, avem ca se obtine:

20*2000/100 = 400(metri cubi etena).

Asta este parerea mea.