Question

problema din poza, o rezolvare​

Answer 1

Răspuns: O propunere de rezolvare!

a) Pentru de aflarea, formulei alcanului Cn H2n+2 și a numelui lui, trebuie să determinăm pe n, cu ajutorul datelor din problemă:

• -reacția chimică de dehidrogenare a alcanului necunoscut, din care rezultă H₂ și alchena CnH2n

• -notăm cu a = numărul total de  moli de alcan intrat  în dehidrogenare

• -randamentul de dehidrogenare = 80% (0,8), care ne spune că din a moli, de alcan, numai 0,8 .a moli de alcani se dehidrogenează și restul de 0,2 a moli alcan rămâne nereacționat;

• -amestecul de gaze, ce rezultă din reacția de dehidrogenare conține: hidrogen, alchenă (ambele în cantități stoechiometrice din transformarea 0,8.a moli de alcan) și 0,2.a moli de alcan nerereacționat;

• -amestecul de gaze are:

-densitatea (d) de 3,627 g/L

-temperatura de 527⁰C; T⁰ K = 527+273=800⁰K

-presiunea (p) de 10 atm

Calcul pentru n, prin parcurgerea etapelor:

a1) calculăm numărul de moli de H₂(X) și alchenă(Y), rezultate prin dehidrogenarea a 0,8 a moli alcan, prin calcul stoechiometric. Este necesar pentru compoziția amestecului de gaze din reacție.

0,8 moli alcan......................X moli H₂......Y moli alchenă............0,2.a

Cn H2n+2 (800K, p=10atm) →  H₂  +  CnH2n            +  CnH2n+2 nereactionat

stoechiometric

1mol...............................................1mol............1mol

X moli H₂=Y moli alchenă = 0,8.a

2) Scriem compoziția amestecului gazos din reacție, cu numărul de moli:

0,8a moli H₂+0,8 moli lachenă + 0,2 moli alcan nereacționat

3) Calculăm masa moleculară a amestecului de gaze, de mai sus, cu legea gazelor ideale, în care vom exprima masa și volumul în funcție de densitate. Este necesar, fiindcă din formula matematică pentru calcularea masei moleculare a unui amestec de gaze, vom determina n.

p.V= m. R.T / M   / împărțim la V, fiindcă d= m/V

unde:

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

m= masa amestec gazos

M= masa moleculară amestec gazos

Rezultă, că:

p=(m/V) .R.T/M; p.M  = d.R.T; M = d.R.T/P

Deci: M amestec= 3,627 g/L. 800 K. 0,082 L.atm/ mol K / 10 atm

M amestec= 23,793

4) Calculăm n, din expresia matematică pentru M amestec gazos:

M amestec gazos= X1. M H₂+ X2.M (CnH2n) + X3. M (CnH2n+2) nereactionat

X1, X2, X3= fracții molare  =( n moli component/ suma numărului de moli )

Număr total de moli din amestec = 0,8.a +0,8 .a + 0,2.a=1, 8 .a

X1= 0,8a/1,8.a =0,444(44)

X2= 0,8/1,8.a = X1= 0,444(44)

X3=0,2a/1,8 a=0,111(11)

Deci:

23,793= 0,444.2 (H₂) + 0,444( 12n+2n) alchena+ 0,111(14n+2)

23,793= 0,888+6,16n + 1,554 n + 0,222

23,793-0,888-0,222=7,714n

n=22,683/7,714=2,940 , aprox 3

5) Rezultă pentru n=3, alcanul și alchena:

CnH2n+2 = C3H8; H₃C-CH₂-CH₃

CnH2n= C3H6; H₂C=CH-CH₃

b) Masa de alchenă obținută= m C₃H₆

Se poate aplica relația.

mC₃H₆= 0,444. M C₃H₆ = 0,44. 42=18,48 g

M C₃H₆=3.A C + 6.A H = 42

c) O ecuație chimică a reacției de cracare propan:

C₃H₈ (H₃C- CH₂-CH₃)    →       CH₄  +  H₂C=CH₂

propan                                metan         etena

d) Posibil din cracarea pentanului, un amestec de gaze, în care se găsește și propanul:

C₅H₁₀ (H₃C-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃) → H₃C -CH₂-CH₃ + H₂C=CH₂

                                                     

                                                   

Explicație: