Как определит формулу алкана?

14 мл смеси циклоалкана и кислорода. взятых в стехиометрическом соотношении. сожгли. после чего образовалось 8мл СО2, определите формулу циклоалкана


Из условия задачи следует, что циклоалкан — тоже газообразный, так как говорить об объёме смеси жидкости и газа бессмысленно. При обычных условиях газообразными циклоалканами являются циклопропан С3Н6, циклобутан С4Н10 и метилциклопропан С4Н10.Уравнение сгорания циклопропана:C3H6 + 4,5 O2 ——> 3 CO2 + 3 H2O.В газовых реакциях объемные соотношения равны мольным, значит и объёмное соотношение кислорода к циклопропану должно быть 4,5. Тогда доля циклопропана в смеси газов составит 1/(1+4,5)=2/11, объём циклопропана 14*(2/11)=28/11 мл, что составляет (28/11)/22,4=0,114 ммоль. При сгорании 0,114 ммоль циклопропана должно образоваться 0,342 ммоль или 0,342*22,4=7,64 мл углекислого газа.

nn
n

Уравнение сгорания циклобутана или метилциклопропана (будем всё же считать циклобутаном):C4H8 + 6 O2 ——> 4 CO2 + 4 H2O.Объёмное соотношение кислорода к циклобутану должно быть 6. Тогда доля циклобутанаа в смеси газов составит 1/(1+6)=1/7, объём циклобутана 14*(1/7)=2 мл, что составляет 2/22,4=0,089 ммоль. При сгорании 0,089 ммоль циклобутана должно образоваться 0,357 ммоль или 0,357*22,4=8 мл углекислого газа.

nn
n

Таким образом, брутто-формула циклоалкана С4Н8. Какой именно циклоалкан, циклобутан или метилциклопропан, определить невозможно.

Приведённое мной решение задачи хоть и правильное, но далеко не оптимальное, и путаное. Решение, приведённое Ольген тоже не очень внятное. Но её решение навело меня на правильные мысли, поэтому хочу привести более ясное и внятное.Реакция горения циклоалкана CnH2n в общем виде выражается уравнением:CnH2n + 1,5n O2 —> n CO2 + n H2O.Фраза «…взятых в стехиометрическом соотношении…» означает, что всё, что в левой части, прореагировало без остатка.В левой части (1+1,5n) молей (сумма циклоалкана и кислорода) составляют 14 мл. В правой части n молей составляют 8 мл. Составляем пропорцию: (1+1,5n):14=n:8. Получаем n=4. Значит сожжён циклоалкан с брутто-формулой С4Н8 (циклобутан или метилциклопропан).
Реакция горения циклоалкана CnH2n в общем виде выражается уравнением:CnH2n + 1,5n O2 —> n CO2 + n H2O.Из уравнения видно,что n(CnH2n) : n(O2) = 1 :1,5 n.Примем объем циклоалкана равным Х, тогда объём кислорода будут равен 14 — х. Их объемы относятся согласно уравнению и условию задачи: х : (14 — х) = 1 : 1,5n или 1,5n * X = 14 -X (!).Из уравнения реакции составим второе уравнение: Х : 1 = 8 : n (2), откуда n = 8/X. Решаем систему двух уравнений, подставляя в ур-ние 1 значение n, получим значение Х:1,5 * (8/Х) * Х = 14 — Х. Решая уравнение находим Х = 2, следовательно, n = 8/2 = 4. Формула С4Н8.
Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on vk
VK
Share on odnoklassniki
OK
Share on tumblr
Tumblr
Share on telegram
Telegram