Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!
Gázelegyes példa
kemiakene
kérdése
478
Metán-etán-etin gázelegy 1 mol-ját nyolcszoros térfogatú oxigénnel keverve égetünk el. A keletkező, forró gázelegyben a vízmolekulák száma megegyezik a szén-dioxid molekulák számával, és az oxigénfelesleg a reakció utáni elegy térfogatának 57,54%-át teszi ki. Határozzuk meg a kiindulási elegy tömeg-és mólszázalékos összetételét.
Van `a` mol `CH_4`, `b` mol `C_2H_6` és `c` mol `C_2H_2`
`a+b+c=1`
Nyolcszoros térfogat azt jelenti, hogy 8 mol `O_2` van.
(Ugyanis minden gáz 1 moljának a térfogata pontosan ugyanannyi, ha a hőmérséklet és nyomás egyforma.)
Keletkezik `x` mol `H_2O` és `x` mol `CO_2`, mert egyforma mennyiség lesz belőlük.
Maradt még `O_2` (feleslegben volt), ezek szerint a szénhidrogén mind elégett.
Vagyis maradt a végén `x` mol `H_2O`, `x` mol `CO_2` és `y` mol `O_2`, amiről ezt tudjuk:
`y/(2x+y)="57,54"%`
`y=(2x+y)·"0,5754"`
`(1-"0,5754")y=2·"0,5754"·x`
`"0,4246"y="1,1508"x`
`y="2,7103"x`
A reakciók ezek:
`CH_4+2O_2=CO_2+2H_2O`
`C_2H_6+"3,5"O_2=2CO_2+3H_2O`
`C_2H_2+"2,5"O_2=2CO_2+H_2O`
Az elsőnek az `a`, a másodiknak a `b`, a harmadiknak a `c`-szerese reagált, mert annyi szénhidrogén volt.
`c=1-(a+b)`
Ennyi oxigén fogyott:
`2a+"3,5"b+"2,5"(1-(a+b)="2,5"-"0,5"a+b`
Vagyis maradt ennyi a 8 molból:
`8-("2,5"-"0,5"a+b)="5,5"+"0,5"a-b=y="2,7103"x`
Ennyi széndioxid keletkezett:
`a+2b+2(1-(a+b))=2-a`
Ennyi víz keletkezett:
`2a+3b+(1-(a+b))=1+a+2b`
Tudjuk, hogy ezek egyformák (mindkettőt `x`-nek neveztük:
`x=2-a` és `x=1+a+2b`
`2-a=1+a+2b`
`1=2a+2b`
`a+b="0,5"`
Vagyis `c=1-(a+b)="0,5"` mol, tehát az 1 mol szénhidrogénelegy 50n/n%-a a `C_2H_2`.
Összeszedem, hogy `a` meg `b`-ről mik vannak fentebb:
`"5,5"+"0,5"a-b="2,7103"x`
`2-a=x`
`1+a+2b=x`
Ez 3 egyenlet és 3 ismeretlen, meg lehet oldani.
`"5,5"+"0,5"a-b="2,7103"(2-a)`
`a+b="0,5"` (ezt már korábban kihoztuk az utolsó két fenti egyenletből)
Adjuk össze a kettőt:
`"5,5"+"1,5"a="0,5"+"2,7103"(2-a)`
`5+"1,5"a="5,4206"-"2,7103"a`
`"4,2103"a="0,4206"`
`a="0,0999"`
vagyis `a="0,1"` mol, ami 1 mol-nak a 10%-a, ennyi molszázalék a `CH_4`
`b="0,5"-"0,1"` mol, vagyis 40n/n% `C_2H_6`
Már csak a tömegeket kell kiszámolni:
`M_(CH_4)=(12+4)\ g/(mol)`
`m_(CH_4)=16·"0,1"="1,6"\ g`