1. Pewna objętość metanu w temp 27 C pod ciśnieniem 1000 hPa ma masę 4g oblicz masę takiej samej objętości butanu odmierzonego w tych samych warunkach. 2. Do spalenia 20 cm3 mieszaniny metanu i butanu zużyto 110 cm3 tlenu odmierzonego w tych samych warunkach oblicz zawartość metanu w analizowanej mieszance w % objętościowych.
ZDANIE NUMER 1:
pV=nRT wiadomo :)
n=(pV)/(RT)
n=(m/M)
Wiemy z prawa Avogadra ze 1 mol obojetnie jakiego gazu zajmuje tyle samo 22,4dm'3...
z drugiego przekształcenia widzimy ze n = (pV)/(R*T)... Z tresci zadania wynika ze p,V,R,T sa stałymi, wiec możemy jedynie porównac (m/M) metanu do (m/M) butanu..
dla metanu: CH4 m=4g, M= 16g/mol n=0,25mola
dla butanu C4H10 m=?g , M=58g/mol, n=0,25mola
n=m/M więc po przekształceniu jest
m= M*n więc m= 0,25*58= 14,5 grama
ZADANIE DRUGIE:
Reakcje:
CH4 + 2 O2 ---> CO2 + H2O
C4H10 + 13/2 O2 ---> 4 CO2 + 5 H2O
Posiadamy 20cm3 mieszaniny wiec z prawa Avogadra wiemy , że:
22 400cm3----1mol
20cm3-----x
x= 8,93*10^-4 (8,93 razy 10 do potęgi -4) mola mieszaniny węglowodorów
Posiadamy 110 cm3 tlenu wiec liczymy znowu:
22 400cm3----1mol
110cm3-------x mola
x=4,9*10^-3 (4 razy 10do potęgi -4) mola tlenu
Teraz najważniejsza część - układamy równianie zakładając ze "x" jest to ilość moli CH4:
(2*x) + [6,5*( 8,93*10^-4 - x)= 4,9*10^-3
teraz tłumaczenie dlaczego tak akurat :)... 4,9*10^-3 to ilość moli tlenu która utleniła mieszanine, wiec jednoczesnie tyle moli mieszaniny zostało utlenionej. Problem w tym ze CH4 i C4H10 reagują w innych stosunkach stechiometrycznych, dlatego dajemy "2" przed x (x jest to ilosc ch4 ,a ch4 reaguje 1:2 z tlenem)... wiec mamy 2*x ... i tyle moli tlenu trzeba na ultenienie ch4, teraz przechodzimy dalej ... całości (mieszaniny) było 8,93*10^-4, ale czesc tlenu zużywamy juz do utlenienia CH4, wiec nie możemy napisac znowu 6,5*x.... trzeba od całej ilości mieszanimy odjąc x.... 6,5 przed nawiasem jest stosunkiem w jakim reaguje C4H10 z tlenem. W ogolnym zapisie to bedzie tak
(Wsp.reakcji ch4 * ilość moli Ch4) + (Wsp.reakcji c4h10 * ilość moli C4h10) = Ilość moli tlenu
z tym ze wlasnie ilość moli C4H10 musi byc z odejmowania od Ilości moli całej mieszaniny, ilości moli CH4).... Mając juz ułożone wystarczy obliczyć:
(2*x) + [6,5*( 8,93*10^-4 - x)= 4,9*10^-3
2x + (5,8045*10^-3) - 6,5x = 4,9*10^-3
-4,5x = -9,045*10^-4
4,5x = 9,045*10^-4
x = 2*10^-4 (2 razy 10do potęgi -4) mola CH4 posiadamy (na poczatku zakladalismy przy układaniu równania , że x to jest ilość moli CH4)
No i ostatnia sprawa:
SumaL 8,93*10^-4 ------------- 100%
2* 10^-4 -------------- x %
x= 22,4% CH4
ODP: Mieszanina zawiera 22,4% CH4 i 77,6% C4H10
Jak coś niejasne to pisz PW. :)
Pozdrawiam.