Hogy kell ezt a kémiai példákat megoldani?

Kémiai tudást igénylő megoldásrész:

A gázelegy égési folyamatának egyenletei:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

C2H6 + 3,5O2 = 2CO2 + 3H2O

A KOH-n való átvezetés során a keletkezett CO2 reagál, okozva térfogatcsökkenést:

2KOH + CO2 = K2CO3 + H2O

Induljunk ki abból, hogy 0,032 dm3 CO2 reagált el. Szobahőmérsékleten, 0,1 MPa-n a V(M)=24 dm3/mol, ebből kiszámíthatjuk az égés során keletkező szén-dioxidok anyagmennyiségének szummáját:

V(össz. CO2)=0,032 dm3

V(M)=24 dm3/mol

n(össz. CO2)=V(össz. CO2)/V(M)=0,001333... mol

Számoljuk ki, hogy 0,024 dm3 gázelegy mennyi anyagmennyiségnek felel meg az előzőek alapján:

n(elegy)=V(elegy)/V(M)=0,001 mol

Az elegyet feloszthatjuk úgy, hogy benne x mol CH4 és (0,001-x) mol C2H6 van. Az égési reakciók alapján:

- x mol CH4 égése során x mol CO2 keletkezik.

- (0,001-x) mol C2H6 égése során 2(0,001-x) mol CO2 keletkezik.

Az egyes folyamatok során keletkezett CO2 anyagmennyiségek összege adja az össz. szén-dioxid anyagmennyiséget, azaz:

x + 0,002-2x = 0,001333.. mol

x=0,000667=n(CH4)

0,001-x=0,000333=n(C2H6)

A gázelegy anyagmennyiség%-os összetétele metánra 66,7%-os, etánra 33,3%-os (kerekítve).

CxHy + (x+(y/4)) O2 = x CO2 + (y/2) H2O

Avogadro-tv. értelmében az anyagmennyiségek aránya megegyezik a térfogatok arányával, azaz: 35 : 20 : 45. 10 mol égéstermék esetén ez 3,5 mol szén-dioxidot, 2 mol vizet és 4,5 mol oxigént jelent. Mivel ezek nem egész számok, érdemes megszorozni kettővel, hogy szép számokat kapjunk. Ekkor 20 molra nézve: 7 : 4 : 9 lesz az arány. A fenti egyenletbe, ha behelyettesítjük, hogy a víz anyagmennyisége y/2=4, akkor ebből y=8, míg ugye x=7. Az összegképlet így C7H8-nak adódik. Az oxigénfelesleg:

n(fogyott O2)=7+2=9 mol

n(maradt O2)=9 mol

O2 felesleg=n(összes O2)/n(fogyott O2)*100=(18/9)*100=200%

A tömeg%-okat egyszerűen elosztod az egyes elemek relatív atomtömegével, hogy mólarányokat is kapjunk:

48,65/12=4,0542 C

43,24/16=2,7025 O

8,11/1=8,11 H

A kapott értékek közül kiválasztod a legkisebbet (2,7025), majd az összeset elosztod a választottal, így az alábbi arányokat kapod:

2,5 C : 1 O : 3 H

Mivel a kapott számok nem egész számok szorozz kettővel, hogy egészet kapj, így:

5 C : 2 O : 6 H

Az összegképlet: C5H6O2