Алканы. Задача 19

1. Напишем уравнения реакции горения этана и пропана:

2С₂Н₆ + 7О₂ = 4СО₂ + 6Н₂О      (1)

С₃Н₈ + 5О₂ = 3СО₂ + 4Н₂О         (2)

2. Рассчитаем количества веществ углекислого газа:

n(СО₂) = V(СО₂)/V_m = 32,48/22,4=1,45 моль

3. Пусть количество вещества углекислого газа, образовавшегося при сгорании этана, равно х моль, тогда количество вещества углекислого газа, образовавшегося при сгорании пропана, будет равно (1,45 — х) моль

4. Согласно уравнению реакции (1)

2n(С₂Н₆)/ n₁(СО₂)=4/2 или 2/1, следовательно, n(С₂Н₆)=1/2n₁(СО₂)=1/2х моль

5. Согласно уравнению реакции (2)

n(С₃Н₈)= n₂(СО₂)⋅1/3 = (1,45-х) ⋅1/3 моль

6. Масса этана и пропана соответственно составят:

m(С₂Н₆)= n(С₂Н₆)⋅М(С₂Н₆) =  1/2х ⋅ 30 = 15х

m(С₃Н₈)= n(С₃Н₈)⋅М(С₃Н₈) = (1,45-х) ⋅1/3 ⋅44

7. Так масса смеси равна сумме масс этана и пропана и зная по условию задачи ее массу, составим и решим уравнение:

15х +(1,45-х) ⋅1/3 ⋅44 = 21,6, отсюда х=1

8. По уравнению реакции (1) n(С₂Н₆)/n(СО₂)=1/2, следовательно n(С₂Н₆)=1⋅1/2=0,5моль

По уравнению реакции (2) n(С₃Н₈)/ n(СО₂)=1/3, следовательно

n(С₃Н₈)= (1,45-1)⋅1/3=0,15 моль

9. Найдем объемы исходных компонентов смеси:

V(С₂Н₆)= n(С₂Н₆)⋅V_m= 0,5⋅22,4=11,2л

V(С₃Н₈)= n(С₃Н₈)⋅V_m=0,15⋅22,4= 3,36л

10. Рассчитаем объемные доли компонентов:

V(смеси)= V(С₂Н₆) + V(С₃Н₈)=11,2 + 3,36=14,56л

φ(С₂Н₆) = V(С₂Н₆)/ V(смеси)= 11,2/14,56=0,7692 или 76,92%

φ(С₃Н₈) =  100 — φ(С₂Н₆) = 100 – 76,92 = 23,08%