Egy szénhidrogént tízszeres térfogatú oxigénben tökéletesen elégetve az égéstermék 2/5 része vízgőz. Annak kondenzálása után az égéstermék átl. Moláris tömege 40 g/mol. Mi a képlete?

Azonos nyomású és hőmérsékletű gázok esetén a térfogat arányos az anyagmennyiséggel.

(Ez még fizika, egyetemes gáztörvény: pV=nRT)

Vagyis most n mol szénhidrogént 10n mol oxigénnel égettek el tökéletesen.

Ha a szénhidrogén CxHy képletű, akkor

  2CxHy + sok·O₂ = 2x·CO₂ + y·H₂O

A "sok" értéke ezt felírva már kiszámolható az oxigén egyeztetésével: (4x+y)/2

Hogy ne legyen tört, írjuk át a duplájára:

  4 CxHy + (4x+y)O₂ = 4x·CO₂ + 2y·H₂O

Ha tökéletes az égés, akkor volt elég oxigén, hogy mind elégjen: n mol szénhidrogénhez elegendő legfeljebb 10n mol oxigén.

Mondjuk vegyük így: (nem biztos, hogy így van, de arányában igen, és így könnyű egyeztetni a fenti képlettel)

n = 4

10n ≥ 4x+y

Az égéshez fel nem használt O₂ ennyi: 10n - (4x+y) mol

Az égéstermék kondenzálás (víz lecsapatása) után már csak széndioxidot meg a maradék oxigént tártalmazza.

4x mol CO₂ és 40-(4x+y) mol O₂

O₂: 32 g/mol

CO₂: 44 g/mol

Ezek súlyozott átlaga:

(4x·44 + (40-4x-y)·32)/(4x+40-4x-y) = 40

4x·12 + 40·32 - 32y = 40·40 - 40y

12·4x = 40·8 - 8y

6x + y = 40

Most már csak egész számokat kellene találni, amik ezt kielégítik. Azokból van sok....

Ha tudjuk, hogy alkén (én ebből nem tudnám, de én nem értek a kémiához... te viszont jobban értesz, mert rájöttél), akkor y = 2x, vagyis kétszer annyi hidrogén van benne, mint szén.

Abból már csak egy megoldás lesz:

6x + 2x = 40

x = 5

C₅H₁₀

(Ha tudod eleve, hogy alkén, akkor egyszerűbb a levezetés, mert nem kell x meg y, csak x. Én nem tudtam, és azt hittem, ki fog az is jönni a matekból, de nem jön ki, azt kémiából kell tudni...)