Răspunsuri

Cel mai inteligent răspuns!
2014-07-25T02:50:31+03:00
Anca, eu o sa-ti dau rezolvarea dupa cum m-am gandit, desi nu sunt sigur ca e corect.

Ecuatia reactiei chimice este:

C2H6  +  7/2O2  =>  2CO2  +  3H2O

Notam cu a - numar moli de etan introdusi in proces.

La inceput introducem in proces a moli de etan, oxigen si azot(presupunem ca aerul contine in procente de volum 20% O2 si 80% N2, deci de 4 ori mai mult azot in volume decat oxigen).  Presupunem ca procesul se desfasoara in conditii normale(0 grade Celsius si 1 atmosfera), cand volumul unui mol de gaz este 22,4 litri.

Pentru gaze in conditii normale, procentele molare sunt egale cu procentele volumetrice, deci putem afirma ca s-au introdus in proces de 4 ori mai multi moli de azot decat de oxigen.
.
Deoarece etanul si aerull se introduc in proces in cantitati stoechiometrice, sa vedem cati moli de O2 se consuma pentru a arde a moli de etan.

Daca 1*1 moli etan consuma (7/2)*1 moli O2
Atunci a moli de etan vor consuma x moli O2

x = a*(7/2)/1 = 7a/2(moli O2).
Atunci, numarul de moli de azot N2 introdusi odata cu cei 7a/2 moli O2 este de 4 ori mai mare, adica: (7a/2)*4 = 14a(moli N2).

Etanul si O2 se consuma, dar rezulta tot in stare  gazoasa CO2 si H2O. Sa vedem cati moli de CO2 si H2O rezulta din a moli de etan.

Daca din 1*1 moli etan rezulta 2*1 moli CO2
Atunci a moli etan vor rezulta y moli CO2

y = a*2/1 = 2a(moli CO2).

Daca din 1*1 moli etan rezulta 3*1 moli H2O
Atunci din a moli etan vor rezulta z moli H2O

z = a*3/1 = 3a(moli H2O).

Asadar, inainte de inceperea racirii avem urmatoarea situatie: etanul si O2 s-au consumat in totalitate in reactia chimica. Amestecul gazos este format din 14a moli N2, 2a moli CO2 si 3a moli H2O. In total: 14a + 2a + 3a = 19a(moli amestec gazos).

Asta inseamna in volume: 22,4*19a(litri amestec gazos).

La racire, apa condenseaza, deci este vorba despre o prima scadere de volum. Deci cei 3a moli de apa nu vor mai fi, dupa racire, in stare gazoasa.

KOH retine CO2, deci cei 2a moli de CO2 nu vor mai aparea in sistem la sfarsit. Avem deci  a doua scadere de volum.

Deci rezulta ca la sfarsit in stare gazoasa nu vom avea decat cei 14a moli de azot.
Volumul corespunzator celor 14a moli de azot este: 22,4*14a(litri N2).

Asadar, volumul gazelor a scazut de la 22,4*19a litr(inainte de racire si trecere prin KOH) la 22,4*14a litri, adica scaderea este de 22,4*(19a - 14a) = 22,4*5a(litri).

Si atunci putem scrie:
Daca de la un volum de amestec gazos de (22,4*19a)litri scaderea este de (22,4*5a) litri
Atunci de la volumul de 100 litri amestec gazos scaderea va fi de p litri

p = 100*22,4*5a/(22,4*19a) = 100*5/19 = aprox. 26,31578 = aprox. 26,316.

Deci scaderea de volum ar fi de aprox. 26,316%.

Cu toate acestea exista ceva ce nu prea imi place in aceasta rezolvare. Si anume.
Am presupus ca se lucreaza in conditii normale. Asta inseamna 0 grade Celsius si 1 atmosfera. Deoarece in enunt ni se spune ca amestecul rezultat se raceste, asta m-a facut sa fac presupunerea ca apa se obtine in stare gazoasa dupa care, prin racire, trece in stare lichida si nu o mai luam in calcul cand vorbim de gazul ramas la sfarsit.
Problema este ca din punct de vedere fizic, apa NU ESTE IN STARE GAZOASA la 0 grade Celsius, ci este, dupa caz, in stare lichida sau solida. Apa ajunge in stare gazoasa la fierbere, dar asta inseamna alte conditii decat conditiile normale. Sa stii ca daca in enunt nu se spunea ca amestecul rezultat se raceste, eu as fi considerat apa ca se obtine, din reactia chimica, in stare lichida, nu in stare gazoasa, si deci n-as mai fi luat-o in discutie la calcularea volumului.amestecului gazos. Dar asa am facut aceasta presupunere care nu prea imi place , si anume ca putem vorbi despre apa gazoasa in conditii normale, deci la 0 grade Celsius. De aceea te-am tot intrebat de vreo doua ori daca ai raspunsul la problema, fiindca  eram curios sa vad, din calcule, cum se considera apa rezultata din reactie: lichida sau gazoasa.

Dar, avand in vedere ca se mentioneaza in enunt ca amestecul gazos se raceste, am facut aceasta presupunere de care am discutat acum.

Poate ca ar fi bine sa intrebi profesorul de chimie asupra acestei presupuneri si asupra rezolvarii in sine a acestei probleme, ca sa fii sigura ca ajungi la rezolvarea corecta.
Eu atat am stiut, si cu atat te-am putut ajuta. Repet, nu sunt sigur daca rezolvarea mea este corecta. Mai vezi si alte pareri. Succes !

Am facut problema cu o profesoara de chimie si mi-a explicat exact la ce se refera,si anume: atata timp cat metanul se arde cu aer=> un amestec gazos de CO2 H2O so N2 . Acest amestec se raceste deci apa devine lichida ,iar amestecul gazos e format doar din CO2 si N2. Apoi se trece printr-o soutie de KOH unde reactioneaza CO2 ceea ce implica faptul ca am. gazos final este format doar din N. Apo procentul in aflam astfel :a/100=Ne de moli final/Nr de moli initial=> a/100=5/19 a=23,31%
Raspunsul e acelasi ,rationamentul e diferit .Oricum multumesc frumos!