Question

Praful de pusca este un amestec de azotat de potasiu, carbon si sulf ,intr-un raport de masa aproximativ egal cu 6:1:1 . Principala reactie care are loc la explozie este descrisa in ecuatia de mai jos :
KNO3(s) + C(s) + S(s) => K2S(s) + N2(g) +CO2(g)

Explica originea raportului 6:1:1 . Un astfel de amestec cu masa de 1 kg explodeaza intr-un vas rezistent cu volumul de 2 litri . Ce presiune este in vas dupa reactie , la temperatura de 300 grade celsius?

Answer 1

Răspuns:

Propunere de rezolvare:

a) Raspuns pentru existenta raportului de masa:

6 parti masa de KNO₃ : 1 parte de masa C : 1 parte de masa S in praful de masa

• scriem ecuația chimica egalata:

2KNO₃ (s) + S(s) +3C(s) → K₂S (s) + N₂ (g)↑ + 3CO₂ (g)↑

• observam in ecuația chimica, ca:

2moli de KNO₃ se combina cu 1 mol de S (coeficientul1, nu se scrie in fata S) si cu 3 moli de C. Raportul molar de combinare al reactanților este:

2moli KNO₃: 1mol S: 3moli C

• exprimam raportul molar, in cantități, cu ajutorul masei moleculare, respectiva maselor  atomice ale acestor reactanți

mase atomice, A: K=39, C=12, N=14, O=16, S=32 /g/mol

masa molara, M KNO₃=AK+AN+3.AO=39+14+3.16=101 g/mol

Rezulta un raport de masa, din cel molar:

2moli.101 g/mol KNO₃ : 1mol.32g/mol S : 3moli .12 g/mol C

202 g KNO₃: 32 g S : 36 g C / împărțim la 32 g

6,312 KNO₃: 1 S: 1,125 C

Rezulta raportul de masa:

KNO₃: C: S = aprox 6:1:1

b) Presiunea, p (atm) a amestecului gazos (contine CO₂ si N₂) la 300 grade C, degajat din reacția unei cantitati de amestec de 1 kg intr-un vas de 2 L =?

Se calculează cu ecuatia de stare pentru gazele ideale (perfecte):

p. V = n .R.T

unde:

p= ? atm ...cerința problemei

V=volum amestec de gaze din reacție = V vas = 2L

n=numărul total de moli de CO₂ si N₂ = ? se va calcula stoechiometric din masa de C (sau S sau KNO₃) din 1 kg amestec de reactanti

R= constanta universala a gazelor= 0,082 L. atm/mol .K

T= temperatura in grade K =t (grade C) + 273 K=300+273=573 K

• calculam cantitatea (moli) de C din 1kg amestec de reactanti, daca știm raportul masic de combinare al acestora, cu o regulă de trei simpla:

In raportul masic suma parților de masa, de reactanti este:

6 parți de masa KNO₃+ 1 parte de masa C + 1 parte de masa C= 8 parti de masa amestec

Avem regula de trei simpla:

daca in 8 parti de masa amestec reactant...........este 1 parte masa de C

atunci 1 kg amestec reactant................................contine X, kg de C

X, kg C = 1 kg . 1 /8=0,125 kg C= 125 g

Calculam numărul de moli de C, continuti de 125 g de C, cu relatia matematica:

n moli C = masa C / masa atomica C = 125 g C / 12 g/mol=10,42 moli C

• calculam acum, numărul (Y) de moli de CO₂ si numarul (Z) de moli de N₂, formati de 10,42 moli C, cu un calcul stoechiometric aplicat la ecuatia chimica:

                           10,42 moli C............Y................Z

2KNO₃ (s) + S(s) +3C(s) → K₂S (s) +3CO₂ (g)↑ +N₂ (g)↑

                            3moli.......................3mol..........1moli

Y moli CO₂= 10,42 .3/3=10,42

Z moli N₂ = 10,42 .1 /3=3,47

• calculam numărul total de moli de gaze, n, care va intra in ecuatia de stare a gazului ideal, pentru determinarea presiunii:

n total gaze = Y+Z= 10,42 moli CO₂+3,47 moli N₂=13,89 moli

• calculam presiunea amestecului gazos, daca stim Volumul amestecului gazos=2L, temperatura T=573 K si numarul de moli de gaze din amestec=13,89 moli, cu ecuatia de stare pentru gazele ideale (perfecte)

p.V = n.R.T

p. 2L = 13, 89 moli .0,082 (L . atm /mol. K) .573 K

p = 652,64 atm/2=326,32 atm

R: aprox 326,32 atm

Sper, sa va ajute!

Explicație: