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..
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
I seguenti utenti ringraziano Mario per questo messaggio: Luca21
Grazie mille per la risposta con tanto di spiegazione ben dettagliata!