Question

Un volum V1 ( c.n) dintr-un amestec ce contine o alchena gazoasa si hidrogen ,cu masa molara medie egala cu 12,8 , se trece peste un catalizator de nichel , la temperatura si presiune , obtinandu-se in final un volum V2 de gaze. Volumul V2 de gaze (amestecul de compusi din V2) , masurat in conditii normale de temperatura si presiune ,are masa molara medie egala cu 16 si nu decoloreaza apa de brom. Sa se determine formula moleculara a alchenei din amestecul initial si raportul dintre volumul final si cel initial.
RASPUNS : C4H8 si 0,8

Answer 1

amestec: alchena CnH2n notată "A" și H2
M_A = 12n+2n = 14n
M_H2 = 2
raportul dintre nr de moli de alchenă și nr de moli de hidrogen îl vom nota "r"
n_A/n_H2 = r și atunci r/(r+1) = n_A/(n_A+n_H2) este fracția molară a alchenei în amestec și  1/(r+1), fracția molară a hidrogenului
așa că putem scrie prima ecuație în r și n:
M_A*r/(r+1) + M_H2/(r+1) = 12,8 (masa molară medie a unui amestec este suma maselor molare înmulțite cu fracțiile lor molare ale componenților)
înlocuind
14nr/(r+1) + 2/(r+1) = 12,8 |(1)
apoi observăm că în urma reacției de hidrogenare
CnH2n + H2 → CnH2n+2 (B)
se consumă toată alchena (-n_A, amestecul rezultat nu colorează apa de brom), se mai consumă o cantitate molară egală de hidrogen (-n_A) și se obțin +n_A moli de alcan B. numărul total de moli în urma reacției va fi 
n_2 = n_1 - 2n_A + n_A = (n_A+n_H2) - n_A = n_H2
fracțiile molare ale componenților după reacție sunt
pentru alcan,n_A/n_H2 = r
și pentru hidrogen (n_H2-n_A)/n_H2 = 1-r
deci putem scrie a doua ecuație în n și r
M_B*r + M_H2*(1-r)=16, unde M_B este masa molară a alcanului, 14n+2
se formează și se rezolvă sistemul:
{| 14nr/(r+1) + 2/(r+1) = 12,8  |*(-r-1)
 | (14n+2)r + 2(1-r) = 16 
________________________(+)
14nr + 2r +2 - 2r -14nr - 2 = 16 - 12,8(r+1)
0 = 16 - 12,8r -12,8
12,8r = 3,2
r = 0,25 = 1/4 (un mol de alchenă la 4 moli H2)
14nr+2=16
14nr=14
nr=1
n=1/r
n=4 (alchena A este C4H8)
raportul V2/V1 = n_H2/(n_A+n_H2) = 1/(r+1) = 0,8

Answer 2

amestecul initial contine : n1moli alchena + n2 moli H2
(n1M + 2n2)/(n1 +n2 ) =12,8    n1 + n2 = V1/22,4  (1)
CxH2x + H2 ⇒ CxH(2x+2)
amestecul final contine : n1 moli alcan + (n2-n1)moli H2 = n2 moli gaz
 [n1(M +2) + 2(n2-n1)]/ n2 = 16    n2 = V2/22,4  (2)    n1 = (V1-V2)/22,4
din (2)-(1) ⇒ 2n1 - 2n1 = 16n2 - 12,8n1- 12,8n2
3,2n2 - 12,8n1 = 0   n2 = 4n1
V2/V1 = n2/(n1+n2 = 4n1/5n1= 0,8
M·n1 +8n1 = 12,8·5n1    M = 64 - 8 = 56     14x = 56  x = 4     C4H8