Question

Prin arderea unui amestec echimolecular de alcani omologi se obtin 968 g CO2 si 468 g H2O .Determina cei doi alcani.

Answer 1

Cu semnul "*" notez inmultirea, iar cu semnul "/" notez linia de fractie.

Notez alcanul cu numar mai mic de atomi de carbon cu CxH2x+2; omologul sau superior(deci care are in plus o grupare metilen - CH2 -) va fi exprimat atunci sub forma Cx+1H2(x+1)+2, adica Cx+1H2x+4.

Notam cu a - numarul de moli de CxH2x+2, respectiv de Cx+1H2x+4(amestecul este echimolecular).
Mase molare: pentru CO2 este 1*12 + 2*16 = 44(g/mol); pentru H2O este 2*1 + 1*16 = 18(g/mol).

Numarul de moli de CO2 corespunzatori celor 968 g CO2 este 968/44 = 22(moli CO2).

Numarul de moli de H2O corespunzator celor 468 g H2O este 468/18 = 26(moli H2O).

Notam cu b - numar moli CO2 rezultati la arderea celor a moli de CxH2x+2, cu c - numar moli H2O rezultati la arderea celor a moli CxH2x+2, cu d - numar moli CO2 rezultati la arderea celor a moli Cx+1H2x+4 si cu e - numar moli de H2O rezultati la arderea celor a moli de Cx+1H2x+4.

Se pot deci scrie relatiile:

b + d = 22                        (1)
si
c + e = 26                         (2)

In continuare, pe baza ecuatiilor reactiilor chimice de ardere, vom incerca sa exprimam necunoscutele b, c, d si e in functie de necunoscutele a si x.

Reactiile de ardere ale celor doi alcani sunt insotite de degajare de caldura(Q).

Proportiile le aranjezi dupa cum ati invatat la clasa.

CxH2x+2  +  [(3x + 1)/2]O2  --->  xCO2  +  (x + 1)H2O  +  Q

Daca din 1*1 moli CxH2x+2 se obtin x*1 moli CO2
Atunci din a moli CxH2x+2 se vor obtine b moli CO2

b = a*x/1 = ax(moli CO2)

Daca din 1*1 moli CxH2x+2 se obtin (x + 1)*1 moli H2O
Atunci din a moli CxH2x+2 se vor obtine c moli H2O

c = a*(x + 1)/1 = a(x + 1)(moli H2O).

Cx+1H2x+4  +  [(3x + 4)/2]O2  --->  (x + 1)CO2  +  (x + 2)H2O  + Q

Daca din 1*1 moli Cx+1H2x+4 se obtin (x + 1)*1 moli CO2
Atunci din a moli Cx+1H2x+4 se vor obtine d moli CO2

d = a*(x + 1)/1 = a(x + 1)(moli CO2).

Daca din 1*1 moli Cx+1H2x+4 se obtin (x + 2)*1 moli H2O
Atunci din a moli Cx+1H2x+4 se vor obtine e moli H2O

e = a*(x + 2)/1 = a(x + 2)(moli H2O).

Atunci relatia (1) se scrie:

ax + a(x + 1) = 22, adica:

2ax + a = 22                                        (3)

Relatia (2) devine:

a(x + 1) + a(x + 2) = 26, adica:

2ax + 3a = 26                                      (4)
 
Din relatia (3) se exprima produsul 2ax si se inlocuieste apoi expresia lui in relatia (4).

2ax = 22 - a                                           (5)                    

Relatia (4) se va scrie:

22 - a + 3a = 26

2a = 26 - 22, adica

2a = 4, de unde a = 2.

Asadar amestecul contine cate doi moli din fiecare dintre cei doi alcani.

Inlocuim a = 2 in relatia (5) si se determina x.

2*2*x = 22 - 2

4x = 20, de unde x = 5.

Asadar alcanul cu numar mai mic de atomi de carbon din problema CxH2x+2 este(deoarece x  = 5)C5H12, iar omologul sau superior Cx+1H2x+4 este C6H14.

Asta este parerea mea.