stechiometria roztworów

[karoloko]

1

Do opróżnionego zbiornika o objętości 517 l wpompowano w temp. 15 oC przy ciśnieniu 182963 Pa roztwór gazowy propanu i etynu (C3H8 i C2H2). Zawartość tego zbiornika spalono w tlenie uzyskując 1761 g wody. Jaka jest wyrażona w litrach objętość powstałego w procesie spalania ditlenku węgla, jeśli jego objętość zmierzono w takich samych warunkach, jakie panowały w zbiorniku przed spaleniem mieszanki?
MH = 1,008 g/mol MC = 12,01 g/mol MO = 16,00 g/mol

[pesel]

Reakcje spalania:
C3H8+5O2=3CO2+4H2O
C2H2+2.5O2=2CO2+H2O
(jak razi to 2.5 przy tlenie to można pomnożyć stronami przez 2 aby mieć całkowite współczynniki)
x - liczba moli C3H8
y - liczba moli C2H2

Wiemy, że w warunkach normalnych mol każdego gazu zajmuje 22.4dm3. Przeliczmy więc objętość naszych gazów na warunki normalne:
p1V1/T1=p2V2/T2
u nas:
p1=182963 Pa, T1=(273.15+15)=288.15K, V1=517dm3
p2=101325 Pa, T2=273.15K szukamy V2 czyli objętości w warunkach normalnych. Podstawiamy do powyższego wzoru i otrzymujemy:

V2=884.95dm3 czyli (884.95/22.4)=39.5 mola gazów = x + y

Obliczamy ile moli wody powstało (M H2O=18g/mol):
nH20=1761/18=97.83 mola wody

Z równań reakcji widać, że z 1 mola C3H8 powstaje 4 mole wody oraz, że z 1 mola C2H2 powstaje 1 mol wody czyli
nH20=4x+y=97.83

Mamy więc układ równań:
x+y=39.5
4x+y=97.83
------------
czyli x=19.44 moli y=20.06 mola

Z równań reakcji widać, że z 1 mola C3H8 powstaje 3 mole CO2 oraz, że z 1 mola C2H2 powstaje 2 mole CO2 czyli:
nCO2=3x+2y=98.44mola co daje V=98.44*22.4dm3=2205.06dm3 w warunkach normalnych.

Pozostaje przeliczyć na warunki T=288.15K i p=182963 Pa z warunków T=273.15 p=101325 Pa
(uwaga! indeksy 1 to warunki początkowe a 2 końcowe. Poprzednio z indeksem 2 były więc te co teraz są z 1)
p1V1/T1=p2V2/T2
V2=p1V1T2/p2T1=101325Pa*2205.06dm3*288.15K/(182963 Pa*273.15K)=1288.22dm3