Szerves kémiai számolási feladatok

1,

`C_xH_yO_z` + (x+`y/4-z/2`) `O_2` = x `CO_2` + `y/2` `H_2O`

Keletkezett 2,16 g víz, ami `2.16/18` = 0,12 mol

Keletkezett 5,15 `dm^3` `CO_2`, ami `5.15/24.5` = 0,21 mol `CO_2`

A szén-dioxid és víz molaránya:

x : `y/2` = 0.21 : 0.12 = 21 : 12 = 7:4

x : y = 7 : 8

`C_7H_8O_z` + 9-`z/2` `O_2` = 7 `CO_2` + 4 `H_2O`

0.21 mol `CO_2` keletkezik az egyenlet szerint `0.21/7` = 0.03 mol vegyületből, ez 3,24 g

1 mol vegyület `1/0.03*3.24` = 108 g

Ebből kivonjuk a 7 szenet és a 8 hidrogént, az oxigénre marad 108-(7*12+8) = 16

A vegyület összegképlete `C_7H_8O`. (Vagy jelölhetjük így: `C_6H_5 - CH_2 - OH`)

b, Konstitúciós képlete: Ha illatos, akkor bizonyára egy aromás vegyület lesz, amiben van egy
benzolgyűrű (kivonunk egy `C_6H_5`-ot), marad `CH_2OH`, az pedig a benzilalkohol lesz. De lehet még a krezol (m- o- vagy p helyzet OH és CH_3-csoporttal), de ezek közül az orto- és para-krezol szobahőmérsékleten szilárd, a meta-krezol folyékony ugyan, de az meg büdös (mindegyik krezol kellemetlen szagú). Szóba jöhetne még az anizol (ez egy éter, fenil-metil-éter), de a káliummal való reakció pezsgése miatt hidroxil-csoportot mutat az anyag, a pezsgést a fejlődő hidrogéngáz okozza. A keresett vegyület tehát nagy valószínűséggeel a benzil-alkohol. (1. ábra)

c, A tökéletes égés egyenlete:

`C_7H_8O` + 8,5 `O_2` = 7 `CO_2` + 4 `H_2O`


3,

24,5 `dm^3` az 1 mol

4,9 `dm^3` az `4.9/24.5` = 0.2 mol, ami 11,2 g

akkor 1 mol az `1/0.2*11.2` = 56 g

A moláris tömege 56 `g/(mol)`

a szénhidrogén összegképlete `C_xH_y`, moltömege 12x+y = 56

ez egész számokkal csak úgy jön ki, ha x =4 és y = 8

A molekula összegképlete tehát `C_4H_8`

A hármas ábrán ott vannak a lehetséges szerkezetek, 6 db-ot találtam, but-1-én, but-2-én (cisz és

transz), 2-metilprop-1-én, metil-ciklopropán illetve ciklobután.



4,

Az alkán `C_xH_(2x+2)`, az alkén `C_xH_(2x)`, a molekulatömegek rendre 14x+2 és 14x.

Arányuk 3:1.

Az elegy moláris tömege M=`((14x+2)*3+14x*1)/4` = `2*28.75`

A levezetést nem írom, ez egy sima egyenlet megoldás:

x = 4

A keresett alkán a bután, az alkén a butén.

Bután lehet n-bután, i-bután (2-metilpropán).

Butén lehet but-1-én és but-2-én (cisz- és transz-), illetve a 2-metilpropén.

A lehetséges szerkezeti izomerek a 4. ábrán.



5,

`M_(C_2H_4)` = 28 `g/(mol)`

`M_(H_2)`= 2 `g/(mol)`

490 `dm^3` gáz az `490/24.5`= 20 mol

x mol etén az `28x` g etén

20-x mol hidrogén az `(20-x)*2` g

A kettő együtt 170 g

28x + `2*(20-x)` = 170

x = 5

20 mol elegyben van 5 mol etén

100 mol elegyben van `100/20*5` = 25 mol etén

Az elegy 25 `(V/V)`% etént és 100-25 = 75 `(V/V)`% hidrogént tartalmaz.

b,

5 mol etén az 140 g, ebben van `5*2*12` = 120 g szén

170 g elegyben van 120 g szén és 170-120=50 g hidrogén.

120:50 = 12:5 a szén:hidrogén tömegaránya (=2,4).

c,

`C_2H_4` + `H_2` = `C_2H_6`

Kiindulás: 5 mol etén, 15 mol hidrogén

Reagál 5 mol etén, 5 mol hidrogén

Marad 15-5=10 mol hidrogén, keletkezik 5 mol etán

A teljes elegy 15 mol

15 mol elegyben van 10 mol hidrogén

100 mol elegyben van `100/15*10` = 66,7 mol hidrogén

Az elegy térfogat%-os összetétele:

66,7 `(V/V)`% hidrogén és 33,3 `(V/V)`% etán.