Determinazione formula minima di un idrocarburo
Buonasera a tutti

Ho un altro esercizio su cui nutro dei dubbi che volevo condividere con voi..
L'esercizio è questo:

A 20°C e 1 atm, 15.0 ml, di un idrocarburo (CxHy) sono miscelati a 160 ml di O2 puro (in eccesso rispetto allo stechiometrico necessario) e sottoposti a combustione. Dopo aver riportato la temperatura e la pressione ai valori iniziali (20°C e 1 atm), il volume della miscela gassosa risulta essere pari a 130.0 ml. Dopo assorbimento su KOH solido, che reagisce con CO2, il volume della miscela gassosa scende a 85.0 ml. Determinare la formula minima dell'idrocarburo e scrivere una possibile formula di struttura.

La reazione di combustione che decorre è la seguente:

CxHy+O2 --> CO2+H2O

calcolo le moli di CxHy=0.015/0.082*293=0.000624 mol

e le moli di O2 in eccesso: O2=0.16/0.082*293=0.006659 mol

a questo punto il reagente limitante è CxHy e quindi moli CO2= moli CxHy

il problema che non riesco a risolvere purtroppo è quello riguardante il calo del volume a 130.0 ml e non so come uscirne..

per i calcoli successivi so che per avere Cx devo calcolare mol C= mol CO2 e che per avere Hy devo calcolare mol H= mol H2O*2

dove dividendo entrambi per il numero di moli più basso calcolato tra i due ne ricavo la formula minima

Grazie mille a chi mi aiuterà, purtroppo con i volumi di una miscela non sono bravissimo..
Cordiali saluti,
Luca
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Dopo la combustione, abbiamo un volume di 130 ml. Eliminando da questo volume il contributo della CO2, restano 85 ml.
Se ne deduce che la combustione ha generato 130-85=45 ml di CO2. Il resto (85 ml) è costituito da ossigeno puro. In realtà ci sarebbe anche il contrubuto dell'acqua in forma gassosa, ma alle condizioni del problema (20 °C e 1 atm) possiamo trascurare questa presenza.

Una semplice calcolo permette di risalire alla quantità in peso di carbonio presente nell'idrocarburo:
0,045*1=(p/12)*293*0,082
p=0,0225 g

Inizialmente avevamo a disposiione 160 ml di ossigeno. Essendocene avanzati 85 ml, va da se che ne sono stati consumati per la combustione 130-85=75 ml
Questo volume equivale a:
0,075*1=(p/32)*293*0,082
p=0,1 g di O2

Ma 0,0225 g di C consumano 0,6 g di O2, come qui sotto calcolato:
12/32=0,0225/x
x=0,06 g

Perciò i rimanenti 0,04 g di osigeno sono quelli necessari per ossidare tutto l'idrogeno presente nell'idrocarburo.
A questo punto è facile calcolare quanto idrogeno vi era:
2/16=x/0,04
x=0,005 g di H

Abbiamo adesso tutti i dati per risolvere il problema.
2247/500=4,5
Questo vuol dire che il peso del carbonio è 4,5 volte superiore a quello dell'idrogeno.
Dobbiamo adesso trovare un multiplo di 12 che diviso per un multiplo di 1 dia esattamente 4,5.
(12*3)/(1*8) è il rapporto più semplice.
La formula minima è quindi C3H8 e corrisponde ad un alcano lineare denominato propano



saluti
Mario

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[-] I seguenti utenti ringraziano Mario per questo post:
Luca21
Grazie mille per la risposta con tanto di spiegazione ben dettagliata!
Cordiali saluti,
Luca
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