Question

1.Gestość mieszaniny metanu i propanu w warunkach normalnych wynosi 1,652 g/dm3. podaj procentowy skład objętościowy tej mieszaniny.

2. 400g mieszaniny składa się tylko z C8H18 i C9H20. Mieszaninę spalono w nadmiarze tlenu i otrzymano 565g wody. oblicz zawartość procentową mieszaniny ?

Z góry wielkie dzięki :)

Answer 1

Zad.1.
W warunkach normalnych objętość każdego mola gazowego substratu jest równa 22,4dm³.

Możemy więc wyznaczyć, że masa jednego mola naszej mieszaniny wynosi :
M(m) = 1,652 g/dm³ * 22,4 dm³/mol = 37g/mol

Wiemy ponadto, że w mieszaninie tej znajduje się x moli CH₄ (M=18g/mol) oraz y moli C₃H₈ (M=44 g/mol) :

a) 18x + 44y = 37
     18x = 37 - 44y
         x = 2,06 - 2,44y

b) przyjęliśmy, że szukany przez nas związek znalazł się w zbiorniku o objętości 22,4dm³ (stąd doszliśmy, że jego masa molowa to 37g/mol), możemy więc napisać :
      22,4x + 22,4y = 22,4
                    x + y = 1
                          y = 1 - x

Otrzymujemy więc :
x = 2,06 - 2,44 (1-x)

x = 2,06 - 2,44 + 2,44x
1,44x = 0,38
x = 0,264 mola
y = 1 - 0,264 = 0,736 mola

V(CH₄) = 0,264 * 22,4 = 5,91 dm³ , %(CH₄) = 5,91/22,4 * 100% = 26,38%
V(C₃H₈) = 0,736 * 22,4 = 16,49 dm³, %(C₃H₈) = 16,49/22,4 * 100% = 73,62%

Zad.2.
Zachodzą r-cje :

I. C₈H₁₈ + ²⁵/₂ O₂ --> 8 CO₂ + 9 H₂O
II. C₉H₂₀ + 14 O₂ --> 9 CO₂ + 10 H₂O

Jeżeli w I r-cji przereaguje xg  C₈H₁₈, to w drugiej r-cji ulegnie (400-x)g C₉H₂₀.
Jeśli w I r-cji powstanie yg H₂O, to w drugiej wytworzy się (565-y)g H₂O.

Układamy proporcje :
I.  114g C₈H₁₈ - 162g H₂O
       xg C₈H₁₈ - yg H₂O

162x = 114y ---> x = 0,704y

II. 128g C₉H₂₀ - 180g H₂O
(400-x)g C₉H₂₀ - (565-y)g H₂O

72320 - 128y = 72000 - 180x , gdzie x = 0,704y
72320 - 128y = 72000 - 126,72y
1,28y = 320
y = 250
x = 0,704*250 = 176g

mC₈H₁₈ = 176g, %(C₈H₁₈) = 176/400 * 100% = 44%
mC₉H₂₀ = 400 - 176 = 224g, %(C₉H₂₀) = 56%