Question

Pentru a efectua analiza unui amestec de metan si etan se ard 56 l amestec. Din ardere rezulta 67.2 l CO2. Se cere:
a. compozitia in procente de volum a amestecului de hidrocarburi;
b. volumul de aer ( 20% O2) masurat in conditii normale, consumat la ardere
c. raportul molar metan:etan.

Answer 1

xCH4 + 2xO2 -> xCO2 + 2xH2O
yC2H6 + 3.5yO2 -> 2yCO2 + 3yH2O

Moli CO2 rezultaţi: x + 2y
Am notat cu 'x' şi 'y' numărul de moli de metan, respectiv etan.

Calculăm câţi moli reprezintă volumul de 67.2 L CO2 rezultaţi:

$\frac{67.2}{22.4} = 3 \ moli \ CO2$

Am văzut mai sus că numărul de moli CO2 rezultaţi era egal cu x+2y, deci avem prima ecuaţie:

x+2y = 3 

Calculăm câţi moli de amestec reprezintă cei 56 L introduşi, de unde scoatem şi a doua ecuaţie.

$\frac{56}{22.4}=2.5 moli \ metan \ + \ etan$

x+y = 2.5

Rezolvăm sistemul şi obţinem:

x=2 moli metan şi y=0.5 moli etan

Raportul în procente de moli este egal cu cel în procente de volum...

2.5 moli amestec ............. 2 moli metan
100 moli .......................... x = 80
100-80=20

=> 80% metan şi 20% etan

b) Revenim la primele reacţii:

xCH4 + 2xO2 -> xCO2 + 2xH2O
yC2H6 + 3.5yO2 -> 2yCO2 + 3yH2O

1 mol metan reacţionează cu ............. 2 moli O2
2 moli metan .................................... x=4 moli O2

1 mol etan reacţionează cu ................ 3.5 moli O2
0.5 moli ............................................ y=3.5*0.5 = 1.75 moli O2

4 + 1.75 = 5.75 moli O2

Aplicăm concentraţia de 20% şi înmulţim cu 22.4 ca să obţinem valoarea în litri:

$\frac{100}{20}*5.75*22.4 = 644 \ L \ O_2$

c) Am văzut mai sus că în amestec sunt 2 moli metan şi 0.5 moli etan, deci raportul molar este: 2:0.5 = 4:1