Question

Se arde in aer un amestec gazos ce contine un alcan  A si o alchena B cu acelasi numar de  atomi de carbon in molecula,in  raport molar de 1:2 si se separa 79,2 grame de CO2 si  37,8 grame de H2O.
a) sa se identifice alcanul si alchena .
b)sa se determine compozitia amestecului,exprimata in procente molare si in procente de masa.
c)sa se identifice conditiile in care se pot realiza transformarile A->B si B->A.
d) sa se calculeze volumul (c.n.) de aer cu 20% O2  in volume,necesar arderii amestecului.

Answer 1

Formula alcanului: $C_nH_{2n+2}$
Formula alchenei: $C_nH_{2n}$

Aflăm câţi moli reprezintă acele canităţi de CO2 şi H2O, împărţind la masele lor molare:

$\frac{79.2}{44} = 1.8 \ moli \ CO_2$

$\frac{37.8}{18} = 2.1 \ moli \ H_2O$

Reacţia de ardere:

$C_nH_{2n+2} + \frac{3n+1}{2} O_2 -> nCO_2 + (n+1)H_2O$
$2C_nH_{2n} + 3n O_2 -> 2nCO_2 + 2nH_2O$

La alchenă am adăugat un '2' înainte, fiindcă ni se spune că avem compusul A şi B în raport molar de 1 la 2, deci la un mol de alcan, se află 2 moli de alchenă.

('x' - reprezintă numărul molilor)

x(n+2n) = 1.8
x(3n+1) = 2.1

Se rezolvă sistemul de mai sus şi obţinem: 

n=2 şi x=0.3

=> Alcanul este etena (C2H6) şi alchena este etena (C2H4).

b) Pentru concentraţia în procente de moli:

Calculăm câţi moli conţine amestecul:

0.3 + 0.3*2 = 0.9 moli

0.9 moli amestec............................. 0.3 moli etan
100 moli amestec............................ x
x= 33.33% etan

100-33.33 = 66.66% etenă


Pentru concentraţia în procente de masă:

Calculăm masa amestecului: (etan: 30 şi etenă: 28)

0.3*30 + 0.6*28 = 9 + 16.8 = 25.8 grame

25.8 grame amestec ............................. 0.3*30 grame etan
100 grame amestec ............................. x
x=34.88% etan

100-34.88 = 65.12% etenă

c) Etena se poate obţine din etan prin dehidrogenare, care are loc la temperaturi ridicate (400-600 grade C).

d) C2H6 + 3.5O2 -> 2CO2 + 3H2O
C2H4 + 3O2 -> 2CO2 + 2H2O

Calculăm câţi moli de O2 sunt necesari pentru arderea a 0.3 moli etan:

1 mol etan consumă ...................... 3.5 O2
0.3 moli etan consumă ................. x
x= 3.5*0.3/1 = 1.05 moli O2

Calculăm câti moli de O2 se consumă la arderea a 0.6 moli etenă:

1 mol etenă consumă ..................... 3 O2
0.6 moli etenă ................................... y
y= 1.8 moli O2

1.8 + 1.05 = 2.85 moli O2

Aplicăm puritatea de 20% şi înmulţim cu 22.4 pentru a afla volumul de aer:

$2.85 * \frac{100}{20} * 22.4 = 319.2 \ L \ aer$