[Chimica ] stechiometria in fase gas
Potreste darmi l'input per iniziare questo esercizio?
Alcuni miei amici lo hanno risolto dicendo che la pressione dimezza, dal momento che il volume raddoppia... Ma non ho capito da cosa si capisce
La traccia è la seguente:
Un recipiente di volume V, contenente, alla temperatura T, C3H8 gassoso alla pressione di 5.00 atm, viene messo in comunicazione con un recipiente di volume V, contenente, alla temperatura T, aria (20%O2, 80%N2 in volume) alla pressione di 10.0 atm. L’idrocarburo brucia con l’ossigeno dell’aria formando CO2 e H2O gassosi.
Calcolare la composizione volumetrica della miscela gassosa a reazione avvenuta e la pressione nei due recipienti alla temperatura T.
[Risultati= C3H8 29.9%, CO2 7.8%, N2 52% H2O 10.3%, P=7.7atm]
Grazie
Alcuni miei amici lo hanno risolto dicendo che la pressione dimezza, dal momento che il volume raddoppia... Ma non ho capito da cosa si capisce

La traccia è la seguente:
Un recipiente di volume V, contenente, alla temperatura T, C3H8 gassoso alla pressione di 5.00 atm, viene messo in comunicazione con un recipiente di volume V, contenente, alla temperatura T, aria (20%O2, 80%N2 in volume) alla pressione di 10.0 atm. L’idrocarburo brucia con l’ossigeno dell’aria formando CO2 e H2O gassosi.
Calcolare la composizione volumetrica della miscela gassosa a reazione avvenuta e la pressione nei due recipienti alla temperatura T.
[Risultati= C3H8 29.9%, CO2 7.8%, N2 52% H2O 10.3%, P=7.7atm]
Grazie

Risposte
Lascia perdere i tuoi amici e ragiona con la tua testa.
Il propano $C_3H_8$ brucia secondo la formula
$C_3H_8+7O_2->8H_2O+3CO_2$
Ad occhio si vede che serve "molto" ossigeno rispetto al propano, quindi l'ossigeno sarà il reagente limitante e verrà bruciato tutto.
Se chiamiamo $n$ il numero di moli di propano, avremo $2n$ moli tra ossigeno e azoto, siccome il secondo recipiente è a pressione doppia, e a uguale temperatura e volume.
Delle $2n$ moli, il 20% è ossigeno, quindi $0,4n$ moli.
Allora assieme all'ossigeno bruciano $(0,4)/7$ moli di propano.
Quindi alla fine avremo:
$1-(0,4)/7 n=0,943n$ moli di propano
$0,8 * 2n = 1,6 n$ moli di azoto
$3 (0,4)/7 n=0,171n$ moli di anidride carbonica
$8 (0,4)/7 n=0,457n$ moli di acqua
In totale $3,171n$ moli di gas.
Quindi il propano è il 29,7% circa e così via.
Per calcolare la nuova pressione, devi lavorare sull'equazione dei gas e immettere i nuovi valori di moli del gas, che riempiono i due volumi.
Il propano $C_3H_8$ brucia secondo la formula
$C_3H_8+7O_2->8H_2O+3CO_2$
Ad occhio si vede che serve "molto" ossigeno rispetto al propano, quindi l'ossigeno sarà il reagente limitante e verrà bruciato tutto.
Se chiamiamo $n$ il numero di moli di propano, avremo $2n$ moli tra ossigeno e azoto, siccome il secondo recipiente è a pressione doppia, e a uguale temperatura e volume.
Delle $2n$ moli, il 20% è ossigeno, quindi $0,4n$ moli.
Allora assieme all'ossigeno bruciano $(0,4)/7$ moli di propano.
Quindi alla fine avremo:
$1-(0,4)/7 n=0,943n$ moli di propano
$0,8 * 2n = 1,6 n$ moli di azoto
$3 (0,4)/7 n=0,171n$ moli di anidride carbonica
$8 (0,4)/7 n=0,457n$ moli di acqua
In totale $3,171n$ moli di gas.
Quindi il propano è il 29,7% circa e così via.
Per calcolare la nuova pressione, devi lavorare sull'equazione dei gas e immettere i nuovi valori di moli del gas, che riempiono i due volumi.
[xdom="JoJo_90"]Sposto in Matematica per l'economia e per le scienze naturali.[/xdom]
la reazione è bilanciata male.
C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4 H20
C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4 H20
Per le reazioni di combustione completa per specie HCs e se consideri l'aria formata di solo $O_2$ e $N_2$, puoi generalizzare il bilancio:
$C_nH_m + (n+m/4)O_2 + (0,79)/(0,21)(n+m/4)N_2 rarr nCO_2 + m/2 H_2O + (0,79)/(0,21) (n+ m/4) N_2$
$C_nH_m + (n+m/4)O_2 + (0,79)/(0,21)(n+m/4)N_2 rarr nCO_2 + m/2 H_2O + (0,79)/(0,21) (n+ m/4) N_2$