Question

Un amestec de etan şi propan este supus procesului de piroliza .Știind ca etanul şi propanul se transforma total şi ca in amestecul final raportul molar CH4: C2H2 : C3H6 este 1:2:2 să se calculeze : a)compoziția procentuala molara , masa molara medie şi densitatea faţă de aer a amestecului final; b)raport molar etan:propan in amestecul inițial precum şi densitatea acestui amestec la 27 grade C şi 1 atm. 

Answer 1

Piroliza înseamnă dehidrogenare, dar ca să se poată obţine şi metan înseamnă că au loc şi cracări:

[tex]C_2H_6 -> C_2H_2 + 2H_2 \\ C_3H_8 -> C_2H_4 + CH_4 \\ C_3H_8 -> C_3H_6 + H_2[/tex]

Notăm cu 'x' numărul de moli, iar din raportul molar CH4:C2H2:C3H6 = 1:2:2 obţinem:

$xC3H8 -> xCH4 + xC2H4 \\ 2xC3H8 -> 2xC3H6 + 2xH2 \\ 2xC3H8 -> 2xC2H2 + 4xH2$

Numărul de moli rezultaţi: x + x + 2x + 2x +2x + 4x= 12x

a)
12x moli ......... x moli CH4
100 moli ......... q = 8.33% CH4

12x moli ........ x moli C2H4
100 moli ........ q = 8.33% C2H4

12x moli ........ 2x moli C3H6
100 moli ........ q = 16.66% C3H6

12x moli ........ 6x moli H2
100 moli ........ q = 50% H2

12x moli ........ 2x moli C2H2
100 moli ........ q = 16.66% C2H2


Masa molară medie:

M CH4 =14
M C2H4 = 28
M C3H6 = 42
M H2 = 2
M C2H2 = 26

$M_{m}= \frac{x}{12x}*14 + \frac{x}{12x}*28 + \frac{2x}{12x}*42 + \frac{6x}{12x}*2 + \frac{2x}{12x}*26 = 15.83$

Densitatea faţă de aer = $\frac{M_m}{M_{aer}} = \frac{15.83}{28.9}= 0.54775$

b) $pV = nRT = \frac{m}{M} RT$

T = 27+273 = 300 K
p = 1 atm
R = 0.082 (constantă)
M = 38.4 (masa molară medie amestec etan şi propan)
$densitatea = \frac{m}{V} = \frac{p*M}{RT} = 1.56$