Question

Do opróżnionego zbiornika o objętości 686 l wpompowano w temp. 33 oC przy ciśnieniu 133321 Pa roztwór gazowy propanu i etynu (C3H8 i C2H2). Zawartość tego zbiornika spalono w tlenie uzyskując 1715 g wody. Jaka jest wyrażona w litrach objętość powstałego w procesie spalania ditlenku węgla, jeśli jego objętość zmierzono w takich samych warunkach, jakie panowały w zbiorniku przed spaleniem mieszanki?
MH = 1,008 g/molMC = 12,01 g/molMO = 16,00 g/mol

Wynik do 4 miejsc po przecinku

Answer 1

Dane:

Vzb.=686 l=686 dm³

T=306,15 K

p=133321 Pa

mH₂O=1715 g

 

Szukane: 

VCO₂=?

 

C₃H₈+5O₂=3CO₂+4H₂O

C₂H₂+2½O₂=2CO₂+H₂O

 

x-liczba moli C₃H₈

y-liczba moli C₂H₂

 

Wyznaczmy objętość gazów (propanu i acetylenu) w war. norm., czyli V₂:

 

p₁·V₁/T₁=p₂·V₂/T₂, stąd V₂=p₁·V₁·T₂/p₂·T₁ (indeks 2 dotyczy war. norm.)

 

V₂=133321 Pa·686 dm³·273,15 K/101325 Pa·306,15 K=805,33 dm³

Jeśli podzielimy V₂ przez objętość molową (22,4 dm³), to otrzymamy sumaryczną liczbę moli gazów, czyli x+y. (x+y=35,952)

Obliczamy liczbę moli wody:

 

nH₂O=1715 g/18,016 g/mol=95,193 mola

 

Tworzymy układ równań:

 x+y=35,952

4x+y=95,193 (bo mamy 4 mole H₂O ze spalania C₃H₈ i 1 mol H₂O ze spalania C₂H₂)

Po rozwiązaniu układu mamy:

x=19,747

y=16,205

nCO₂=3x+2y=59,241+32,41=91,651 mola

VCO₂=nCO₂·22,4=2052,98 dm³, ale w war. norm.!

Przeliczamy na nasze warunki:

VCO₂=101325 Pa·2052,98 dm³·306,15 K/133321 Pa·273,15 K=1749 dm³=l

(odp. chyba powinna być z dokładnością do 4 cyfr znaczących, do czwartego miejsca po przecinku byłoby 1748,7826 l)