Poniżej przedstawiono równanie reakcji- Zadanie 4.4: Zbiór zadań maturalnych Część 1. Poziom rozszerzony

Rozwiązanie

Wiedząc, ze mieszaninę odmierzono w warunkach normalnych, obliczmy sumaryczną liczbę moli gazów ją tworzących:

$1 mol x - - 22, 4 d m^{3} 16, 80 d m^{3}$

$x = \frac{1 mol \cdot 16 , 80 d m ^{3}}{22 , 4 d m ^{3}} = 0, 75 mol$

Powstający w reakcji spalania mieszaniny tlenek węgla(IV) odmierzono pod ciśnieniem normalnym (1013,25 hPa) i w temperaturze 373,15 K, do obliczenia jego liczby moli musimy użyć równania Clapeyrona:

$p V = n RT$

gdzie:

p - ciśnienie [hpa]
V - objętość [dm³]
n - liczba moli [mol]
R - stała gazowa = 83,14 [hpa ⋅ dm³ ⋅ mol^-1 ⋅ K^-1]
T - temperatura [K]

$p V = n RT \Rightarrow n = \frac{p V}{RT}$

$n_{CO X_{2}} = \frac{1013 , 25 \cdot 38 , 28}{83 , 14 \cdot 373 , 15} = 1, 25 mol$

W celu wyznaczenia składu mieszaniny wykorzystamy równania reakcji. Na początku jednak przyjmijmy następujące oznaczenia:

$a - liczba moli CH X_{4} w mieszaninie$

$b - liczba moli C X_{3} H X_{8} w mieszaninie$

Wykorzystując a i b oznaczmy stosunki molowe między reagentami w równaniach reakcji:

$CH X_{4} a + 2 O X_{2} 2 a CO X_{2} a + 2 H X_{2} O 2 a$

$C X_{3} H X_{8} b + 5 O X_{2} 5 b 3 CO X_{2} 3 b + 4 H X_{2} O 4 b$

Zapiszmy równania na liczbę moli gazów w mieszaninie oraz liczbę moli powstałego CO₂, a następnie rozwiążmy układ równań:

${a + b = 0, 75 a + 3 b = 1, 25$

${a + b = 0, 75 a + b + 2 b = 1, 25$

${a + b = 0, 75 0, 75 + 2 b = 1, 25$

$2 b = 0, 5$

$b = n_{C X_{3} H X_{8}} = 0, 25 mol$
$a = n_{CH X_{4}} = 0, 5 mol$

W przypadku gazów, odmierzonych w tych samych warunkach, procent objętościowy jest równy procentowi molowemu, dla propanu będzie on równy:

$%_{C X_{3} H X_{8}} = \frac{0 , 25}{0 , 25 + 0 , 5} \cdot 100%$

$%_{C X_{3} H X_{8}} = 33, 33%$

Odpowiedź. Zawartość propanu w mieszaninie wynosi 33,33%.

Piotr Kuczyński

Nauczyciel chemii

Tutaj pojawi się lista Twoich książek

Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.