Alchine-Exercitii Si Probleme PDF [PDF]

Zitiervorschau

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

Capitolul 2 - HIDROCARBURI 2.3.ALCHINE Exerciţii şi probleme E.P.2.3. 1. Denumeşte conform IUPAC următoarele alchine:

Se numerotează catena cea mai lungă ce conţine şi legătura triplă începând de la capătul cel mai apropiat de legătura triplă. Se identifică natura, numărul şi poziţia radicalilor. Se menţionează numele alchinei corespunzătoare catenei numerotate şi se indică poziţia triplei legături.

1 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

HC1 ≡

A

C2 − C3H2 −

HC4 − CH3 │ C5H2 │ C6H3 4-metil-1-hexină

H3C7 − C6H2 − C5H − C4H2 − │ CH3 B

C3

≡

C2 │ C1H3

5-metil-2-heptină

C4H2 │ C5H2 │ C6H3

−

C

C3 ≡ C2

− C1H3

2-hexină

2 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

CH3

− CH2 − C3H − │ C4H − │ C5H3

D

C2

≡ C1H

CH3

3-etil-4-metil-1-pentină

E.P.2.3. 2. Scrie formulele de structură pentru următoarele alchine şi stabileşte care dintre ele formează acetiluri. a) 2-butină; b) 3-metil-1-butină; formează acetiluri c) 2-metil-3-hexină; d) 4-metil-2-pentină; e) 3,4-dimetil-1-hexină. –formează acetiluri Alchinele care au o legătură triplă marginală formează acetiluri. Atomul de hidrogen care se leagă de un atom de carbon ce participă la o legătură triplă poate fi substitut cu un metal : Na, K, Cu (I), Ag etc. (Caracterul slab acid al acetilenei HC ≡ CH şi al alchinelor cu legătură triplă marginală

HC ≡ C -R )

CH3 −

C

≡

C

− CH3

2-butină a

nu formează acetiluri 3

Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

HC ≡

C

− CH − CH3 │ CH3

3-metil-1-butină b

formează acetiluri

CH3 − CH − │ CH3

C

≡

C

− CH2 − CH3

2-metil-3-hexină c

nu formează acetiluri

CH3 −

C

≡

C

−

CH − CH3 │ CH3

4-metil-2-pentină d

nu formează acetiluri

4 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

HC ≡

C

− CH − CH − CH2 − CH3 │ │ CH3 CH3 3,4-dimetil-1-hexină

e

formează acetiluri

E.P.2.3. 3. O alchină are în stare de vapori densitatea în raport cu aerul 2,83. Determină formulele moleculara a alchinei şi scrie formulele de structură ale alchinelor izomere cu alchina determinată. Rezolvare: Formula moleculară a alchinei este CnH2n-2

M CnH2n-2 = 12n + 2n = (14n -2) g/ mol M aer = 28,9 g/ mol daer = Malchină/ Maer daer = (14n-2)/ 28,9

= 2,83

(14n – 2) = 28,9*2,83 14n – 2 = 82 14n = 84 n=6 5 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

Formula moleculară a alchinei este C6H10 7 alchine izomere pentru

C6H10 sunt :

E.P.2.3. 4. Se ard 4 g alchină necunoscută. Ştiind că, prin adiţia unui mol de acid clorhidric la alchina necunoscută, masa acesteia creşte cu 91,25 %, se cere: a) determină formula moleculară a alchinei; 6 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

b) calculează volumul de aer (măsurat în condiţii normale) cu 20 % O2 necesar arderii celor 4 g de alchină. Rezolvare:

M CnH2n-2 = 12n + 2n = (14n -2) g/ mol M CnH2n-1 Cl = 12n + 2n-1 + 35,5 = (14n + 34,5) g/ mol 100 g

191,25 g

CnH2n-2

+

HCl

alchină (14n -2) g

→

acid clorhidric

CnH2n-1 Cl produs de adiţie (14n + 34,5) g

100*(14n + 34,5) = (14n – 2)*191,25 1400n + 3450 = 14n*191,25 – 2*191,25 3450 + 2*191,25 = 14n*191,25 – 1400n 3832,5 = 2677,5n – 1400n 3832,5 = 1277,5n n=3 Alchina este propina 4g

C3H4

HC ≡ C – CH3

sau

C3H4

X litri

+

propină 40 g

4O2 oxigen 4*22,4 litri

→

3CO2

+

dioxid de carbon

2H2O apă

M C3H4 = 12*3 + 4*1 = 40 g/ mol 7 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

V molar = 22,4 litri/ mol x = 4*4*22,4 / 40 = 8,96 litri de O2 100 litri aer……………………..20 litri O2……………………………80 litri N2

Vaer …..………………………….8,96 litri O2…………………..(Vaer Vaer =

- 8,96) litri N2

100*8,96/ 20 = 44,8 litri aer cu 20 % O2

E.P.2.3. 5. Se obţine acetilenă prin procedeul arcului electric. Ştiind că în reacţie s-au introdus, în condiţii normale, 2000 m3 de metan, iar amestecul gazos obţinut conţine, 15% acetilenă, 60 % hidrogen şi restul metan nereacţionat, se cere: a) scrie ecuaţiile reacţiile chimice care au loc; b) calculează volumul de acetilenă obţinut, măsurat în condiţii normale; c) calculează procentul de metan transformat în acetilenă şi procentul de metan rămas netransformat. Rezolvare : 3

Considerăm 100 m amestec de gaze rezultat ce conţine 15 25

m3 acetilenă, 60 m3 hidrogen şi

m3 metan netransformat.

100 amestec de gaze = 15

m3 acetilenă + 60 m3 hidrogen + 25 m3 metan netransformat

3

60 m hidrogen total = 45 m

3

+

15 m

3

V molar = 22,4 m3/ kmol În reacţia (1) se obţin 45 m

3

H2, iar în reacţia (2) se obţin 15 m3 H2 .

8 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

3

(1)

15 m

2CH4

→

HC ≡ CH

30 m

metan 2*22,4 m

3

m3 CH4

→

3

3H2 hidrogen

3

3*22,4 m 15 m

C

+

3

hidrogen

3

2*22,4 m

CH4

3

3

(3)

25 m

→

CH4

metan

3

2H2

negru de fum

3

22,4 m

+

(2)

metan

25 m

45 m

acetilenă 22,4 m

15/2

22,4 m

3

metan netransformat

3

22,4 m

3

3

Volumul total de metan introdus = 30 + 7,5 + 25 = 62,5 m pentru obţinerea a 100 m

3

amestec de gaze (15% C2H2, 60% H2 şi 25% CH4 netransformat) 3

3

3

3

62,5 m CH4 introdus ………30 m CH4 (1)………7,5 m CH4 (2)……25 m CH4 (3) 2000 m

3

CH4 introdus……….a m3 CH4 (1)…………b m3 CH4 (2)………c m3 CH4 (3) 3

a = 2000*30/ 62,5 = 960 m CH4 (1) b = 2000*7,5 / 62,5 = 240 m c = 2000*25/ 62,5 = 800

3

CH4 (2)

m3 CH4 (3)

a + b + c = 2000 9 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

x = a*22,4/ 2*22,4 = 480

m3 acetilenă C2H2

3

(1)

2CH4

→

am

metan 2*22,4 m

22,4 m

m3 CH4

→

3H2 hidrogen

3

C

+

2H2

negru de fum

hidrogen

3

3

(3)

CH4

→

metan 22,4 m

+

(2)

metan

cm

x m3 HC ≡ CH acetilenă

3

b

22,4 m

(conform reacţiei (1) de mai jos)

CH4 metan netransformat

3

3

3

3

3

62,5 m CH4 introdus ………30 m CH4 (1)………7,5 m CH4 (2)……..25 m CH4 (3) 100 m

3

CH4 introdus………..….% CH4 (1)…….………% CH4 (2)…………….…% CH4 (3)

%

CH4 (1) = 100*30/ 62,5 = 48 % CH4 → acetilenă

%

CH4 (3) = 100*25/ 62,5 = 40 % CH4 netransformat

E.P.2.3. 6. Se dă schema de reacţii:

CaC2 + H2O → A + Ca(OH)2 A + HCl → B 10 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

nB → C a) Determină şi denumeşte substanţele necunoscute A, B şi C din schemă; b) Scrie ecuaţiile reacţiilor chimice corespunzătoare schemei; c) Calculează masa obţinută de compus C, dacă s-a plecat de la 200 kg carbid de puritate 64 % , iar randamentul global a fost de 72 %. Rezolvare :

CaC2 + 2H2O → HC ≡ CH + Ca(OH)2 HC ≡ CH + HCl → H2C = CH-Cl nH2C = CH-Cl → - [H2C - CH(Cl)]n A : HC ≡ CH acetilena

H2C1 =

C2H │ Cl

B. Clorură de vinil n H2C1 =

C2H │ Cl

B. clorură de vinil

→ − ( H2C1 −

C2 H)n − │ Cl

C. Policlorură de vinil 11

Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

100 kg carbid impur…………………64 kg carbid pur…………………………36 kg impurităţi 200 kg carbid impur………………(a + b) kg carbid pur……… [200 – (a + b)] kg impurităţi (a + b) = 200*64/ 100 = 128 kg carbid pur η = a*100/ (a +b) = 72 % a = (a + b)*72/ 100 = 128*0,72 kg carbid pur → policlorură de vinil (C)

M CaC2 = 40 + 2*12 = 64 kg/ kmol M C2H3Cl

= 2*12 +3*1 + 35,5 = 62,5 kg/ kmol

x = a*62,5/ 64 = 128*0,72*62,5/ 64 = 1,44*62,5 = 90 kg policlorură de vinil (C) x = a*62,5/ 64 = 128*0,72*62,5/ 64 = 1,44*62,5 = 90 kg policlorură de vinil

a kg

CaC2

compus C

x kg

→

- [H2C - CH(Cl)]n -

carbid 64 kg

policlorură de vinil

b kg

b kg

CaC2

62,5 kg

→

CaC2

carbid 64 kg

carbid 64 kg

E.P.2.3. 7. Se supune pirolizei metanul. Considerând că reacţia de piroliză este singura reacţie chimică şi că amestecul gazos final conţine 20 % acetilenă, în procente volumetrice, se cere: a) calculează compoziţia în procente masice a amestecului gazos final; b) calculează densitatea în raport cu aerul a amestecului gazos final. 12 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

Rezolvare:

V molar = 22,4 litri/ mol

M1 = M C2H2 = 12*2 + 2*1 = 26 g/ mol M2 = M H2 = 2*1 = 2 g/ mol M3 = M CH4 = 12*1 + 4*1 = 16 g/ mol Considerăm 100 litri amextec gazos final ce va conţine 20 litri acetilenă, 60 litri H2 şi restul metan nereacţionat. 40 litri

(1)

20 litri

2CH4

→

HC ≡ CH

metan 2*22,4 litri

60 litri

+

acetilenă 22,4 litri

hidrogen 3*22,4 litri

20 litri

(2)

20 litri

CH4

→

CH4

metan 22,4 litri

metan netransformat 22,4 litri

40 litri

(1)

ag

2CH4

→

HC ≡ CH

metan 2*22,4 litri

bg

+

acetilenă 26 g

3H2 hidrogen 3*2 g

20 litri

(2)

cg

CH4

→

CH4

metan 22,4 litri

3H2

metan netransformat 16 g 13

Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

Masa amestecului gazos final = a + b + c a = 40*26/2*22,4 = 23,214286 g acetilenă

→ n1 = 23,214286/ 26 = 0,89286 moli acetilenă

b = 40*3*2/2*22,4 = 5,3571429 g H2 hidrogen

→ n2 = 5,3571429/ 2 = 2,67857 moli H2

hidrogen c = 16*20/22,4 =14,285714 g metan nereacţionat → n3 = 14,285714/ 16 =0,89286 moli CH4 a + b + c = 42,85714 g amestec gazos final n1 + n2 + n3 = 4,46429 moli amestec gazos final (a +b +c) g amestec…………..…..a……………………………..b………………………..…………c 100 g amestec…………………..% C2H2……………………..%

H2.............................% CH4

% C2H2 = 54,16 % acetilenă % H2 = 12,5 % hidrogen % CH4 = 33,33 % metan nereacţionat Calculăm masa moleculară medie a amestecului de gaz final (2 metode) Metoda 1:

M1 = M C2H2 = 12*2 + 2*1 = 26 g/ mol M2 = M H2 = 2*1 = 2 g/ mol M3 = M CH4 = 12*1 + 4*1 = 16 g/ mol M medie = (n1*M1 + n2*M2 + n3-M3)/(n1 +n2+n3)

(formula de calcul)

n1 + n2 + n3 = 4,46429 moli amestec gazos final 14 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

M medie = 42,857143/ (n1 + n2 +n3) = 42,857143/ 4,46429

= 9,6 g/ mol

Metoda 2: ( n1 + n2 + n3) moli amestec gazos final…………………………cântăresc (a + b + c) g 1 mol amestec gazos final………………………………………………..M medie

M medie = (a +b +c)*1/ (n1 +n2 + n3) = 42,85 / 4,46 = 9,6 g/ mol M aer = 28,9 g /mol d aer = M medie/ M aer = 9,6/ 28,9 = 0,3321 E.P.2.3. 8. 5,6 g amestec de acetilenă şi etan se hidrogenează complet. Ştiind că în urma hidrogenării masa amestecului creşte cu 0,4 g, calculează compoziţia în procente molare a amestecului iniţial de hidrocarburi. ag

0,4 g +

HC ≡CH acetilenă 26 g

M C2H2 = 2* 12 + 2*1 M H2 =

2H2

→

H3C –CH3

hidrogen 2*2 g

Ni

etan

= 26 g /mol

2*1 = 2 g /mol

a = 26*0,4/ 2*2 = 2,6 g acetilenă a + b = 5,6 g b = 5,6 – 2,6 = 3 g etan H3C –CH3 Calculăm numărul de moli de acetilenă n1 şi cel de etan n2 din amestecul iniţial de hidrocarburi. 15 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

a = 2,6 g acetilenă b = 3 g etan H3C –CH3

M C2H6 = 2* 12 + 6*1

= 30 g /mol

M C2H2 = 2* 12 + 2*1

= 26 g /mol

n1 = a/ 26 = 2,6/ 26 = 0,1 moli acetilenă n2 = b/ 30= 3/ 30 = 0,1 moli etan (n1 + n2) = 0,1 + 0,1 = 0,2 moli amestec (n1 + n2) moli amestec iniţial………………n1 …………………………n2 100 moli amestec iniţial…………………% acetilenă……………..% etan % acetilenă = 100*0,1/ 0,2 = 50 % acetilenă % etan = 100*0,1/ 0,2 = 50 % etan E.P.2.3. 9. Din 400 kg carbid s-au obţinut 4 kmoli acetilenă cu un randament de 90 %. Calculează puritatea carbidului.

M CaC2 = 40 + 2* 12

= 64 kg / kmol

a kg

4 kmoli

CaC2

+

carbid 64 kg

2H2O

→

apă

HC ≡ CH

+

3H2

acetilenă 1 kmol

hidrogen

b kg

CaC2 carbid 64 kg

b kg

→

CaC2 carbid netransformat 64 kg 16

Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

a = 64*4/ 1 = 256 kg carbid → acetilenă η = a*100/ (a + b) = 90 % (a + b) = a*100/ 90 = 256*100/ 90 = 284,44 kg carbid pur 400 kg carbid impur…………………….(a + b) kg carbid pur……………..[400 – (a + b)] kg impurităţi 100 kg carbid impur……………………….% carbid pur………………………..% impurităţi % carbid pur = 100*(a + b)/ 400 = 100*284,44/400 = 71,11 % puritate E.P.2.3. 10. În urma adiţiei acidului clorhidric se obţine un compus A, care conţine 71,71 % Cl. a) Determină formula moleculară a substanţei A. b) Scrie ecuaţia reacţiei chimice care a avut loc. c) Calculează volumul soluţiei de acid clorhidric de concentraţie 0,1 M care s-a adiţionat la 448

cm3 (c.n.) acetilenă.

CxHy

+

nHCl

→

CxHy+nCln A

M CxHy+nCln = 12x +y +n + 35,5n = (12x + y +36,5n) g/mol (12x + y +36,5n) g A……………………35,5n g Cl 100 g A…………………………………… 71,71 g Cl (12x + y +36,5n) = 100*35,5n/ 71,71 = 49,5n 12x + y = 49,5n -36,5n 12x + y = 13n

17 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

Interpretări:

compusul A :

CxHy+nCln

12x + y = 13n Dacă n = 1

→ x = 1 şi y = 1 Formula A : CH2Cl

compusul nu există

12x + y = 13 sau Interpretări:

compusul A :

CxHy+nCln

12x + y = 13n Dacă n = 2

→ x = 2 şi y =2 Formula A : C2H4Cl2

soluţie acceptată

12x + y = 26

C2H2

+

2HCl

→

acetilenă

C2H4Cl2 compusul A

3

448 cm acetilenă = 0,448 litri acetilenă 0,448 litri

HC ≡ CH

x moli

+

acetilenă 22,4 litri

2HCl

→

acid clorhidric 2 moli

H3C –CHCl2 1,1-dicloretan

V molar = 22,4 litri/ mol x = 2*0,448/ 22,4 = 0,04 moli HCl 18 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

1000 ml soluţie……………………………………………01, moli HCl V ml soluţie……………………………………………….0,04 moli HCl V = 0,02*1000/ 0,1 = 400 ml soluţie de HCl 0,1 M. E.P.2.3. 11. Două alchine se găsesc într-un amestec în raport molar de 1 : 3. Prin arderea amestecului de alchine se obţin 149,6 g CO2 şi 46,8 g H2O. Ştiind că molecula alchinei superioare conţine 6 atomi de hidrogen mai mult decât molecula alchinei inferioare, se cere : a) stabileşte formulele moleculare ale celor două alchine; b) calculează masa iniţială a amestecului de alchine; c) calculează volumul de aer cu 20% O2, măsurat în condiţii normale, necesar arderii amestecului de alchine. d) scrie formulele de structură şi denumeşte izomerii aciclici ai alchinei superioare. Rezolvare a:

a moli de alchina inferioară CnH2n-2 3a moli de alchina superioară CmH2m-2 a : 3a = 1 : 3 (2n – 2) + 6 = 2m – 2 2n – 2 + 6 + 2 = 2m 2n + 6 = 2m n+3=m alchina superioară va avea formula

Cn+3H2(n+3)-2

sau

Cn+3H2n+4 19

Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

a moli

X1 g

+

CnH2n-2

(3n-1)/2 O2

alchina inferioară 1 mol

→

oxigen

3a moli

+

Cn+3H2n+4

(3n+8)/2 O2

alchina superioară 1 mol

→

oxigen

nCO2

Y1 g

+

(n-1)H2O

dioxid de carbon n*44 g

apă (n-1)*18 g

X2 g

Y2 g

(n+3)CO2

+

dioxid de carbon (n+3)*44 g

(n+2)H2O apă (n+2)*18 g

M CO2 = 12 + 2*16 = 44 g/ mol M H2O

=2*1 + 16 = 18 g/ mol

X1 + X2 = 149,6 g CO2 Y1 + Y2 = 46,8 g H2O

X1 = n*44*a/ 1 = 44an X2 = (n+3)*44*3a = 44an*3 + 44*9a 44an +44an*3 +44*9a = 149,6 │:44 an +3an + 9a = 3,4 4an +9a = 3,4

(1) rezultat din bilanţul CO2

Y1 = (n-1)*18*a = 18an - 18 Y2 = (n+2)*18*3a = 18an*3 + 104a 18an -18a + 18an*3 +18*6a = 46,8 │:18 an –a + 3an + 6a = 2,6 20 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

4an + 5a = 2,6

(2) rezultat din bilanţul H2O

Scădem din ecuaţia (1) ecuaţia (2) : (4an + 9a) - (4an + 5a) = 3,4 – 2,6 4a = 0,8 a = 0,2 moli alchină inferioară 3a = 0,6 moli alchină superioară Îl calculăm pe n din ecuaţia (1) sau (2): 4an + 5a = 2,6 (2) 4*0,2*n + 5*0,2 = 2,6 0,8 n = 1,6 n=2 m=n+3 m=5

 avem 0,2 moli de alchină inferioară cu 2 atomi de carbon C2H2



avem 0,6 moli de alchină superioară cu 5 atomi de carbon

C5H8

Rezolvare b: Masa amestecului de alchine:

M C2H2 = 2*12+2 = 26 g/mol M C5H8 = 5*12 +8 = 68 g/mol 0,2*26 + 0,6*68 = 5,2 + 40,8 = 46 g Masa amestecului de alchine: 46 g

21 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

Rezolvare c: 0,2 moli

C2H2

V1 litri

+

5/2 O2

alchina inferioară 1 mol

oxigen 2,5*22,4 litri

0,6 moli

V2 litri

C5H8

+

7O2

alchina superioară 1 mol

→

2CO2

+

dioxid de carbon

→

oxigen 7*22,4 litri

5CO2

H2O apă

+

dioxid de carbon

4H2O apă

V1 = 2,5*22,4*0,2 / 1 = 11,2 litri O2 V2 = 0,6*7*22,4 / 1 = 94,08 litri O2 V O2 total = V1 + V2 V O2 total =105,28 litri O2 100 litri aer …………………………20 litri O2…………………………..80 litri N2

V aer……………………………

105,28 litri O2………………(V aer – 105,28) litri N2

V aer = 105,28*100/ 20 = 526,4 litri aer cu 20 % O2. Masa amestecului de alchine: Rezolvare d: Izomerii pentru alchinele cu formula moleculară

C5H8

HC ≡ C – CH2 – CH2 – CH3

1-pentină

H3C – C ≡ C – CH2 – CH3

2- pentină 22

Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

HC ≡

C

− CH − CH3 │ CH3

3-metil-1-butină

E.P.2.3. 12. Acetilena se poate obţine folosind ca materie primă piatra de var şi cărbunele. a) Scrie ecuaţiile reacţiilor chimice prin care se obţine acetilenă folosind acest procedeu. b) Calculează volumul de acetilenă, măsurat în condiţii normale, care se obţine dacă se folosesc 10 kg piatră de var de puritate 80 %, iar randamentul fiecărei reacţii este de 70 %. c) Calculează randamentul global al acestui proces tehnologic. Rezolvare: Piatra de var, CaCO3 se descompune termic la CaO oxid de calciu (var nestins) şi dioxid de carbon CO2. 23 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

Varul, CaO se introduce în furnal cu cocs (cărbune îmbogaţit în C) şi în absenţa O2 se obţine

CaC2 , carbid sau acetilură de calciu şi CO, monoxid de carbon. Prin hidroliza carbidului se obţine acetilenă C2H2 şi hidroxid de calciu Ca(OH)2 sau var stins. CaCO3 → CaO + CO2

(1)

CaO +3C → CaC2 + CO

(2)

CaC2 + 2H2O →HC ≡ CH + Ca(OH)2 (3) sau

Ca2+ - :C ≡ C: - + 2H-OH → HC ≡ CH + Ca2+ + 2HO(hidroliza acetilurii de calciu) Calculăm carbonatul de calciu pur ce se găseşte în 10 kg de piatră de var de puritate 80 %. 100 kg piatră de var……………………80 kg CaCO3…………………20 kg impurităţi 10 kg piatră de var……………………..(a + b) kg CaCO3………..[10 – (a +b)] kg impurităţi (a + b) = 10*80/100 = 8 kg CaCO3

CaCO3

→

CaO

→

CaC2

→

C2H2

1 mol

(1)

1 mol

(2)

1 mol

(3)

1 mol

η1 = 70 % η2 = 70 % η3 = 70 % sau η1 = 0,7 ; η2 = 0,7 şi η3 = 0,7. 24 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

8 kg CaCO3 = 8000 g CaCO3 1 mol CaCO3………………………….100 g CaCO3 n moli CaCO3………………………..8000 g CaCO3 n = 8000*1/100 = 80 moli CaCO3 80*0,7*0,7*0,7 = 27,44 moli CaCO3 → 27,44 moli HC ≡ CH

V C2H2

= 27,44*22,4 = 614,656 litri acetilenă

η gl = 27,44*100/80 = 34,3 % η gl = η1*η2*η3*100= 0,7*0,7*0,7*100 = 34,3 % η1 = 0,7 ; η2 = 0,7 şi η3 = 0,7. E.P.2.3. 13. O cantitate necunoscută de metan se transformă în acetilenă cu un randament de 18 %. 30 % din acetilena obţinută este barbotată în 400 g soluţie de apă de brom de concentraţie 5%. Jumătate din restul de acetilenă reacţionează cu HCl şi formează 4.375 g clorură de vinil. a) Determină masa necunoscută de metan necesară procesului. b) calculează masa de compus obţinută în urma barbotării acetilenei în apa de brom. Rezolvare: (a +b) g metan - (cantitatea necunoscută de metan) Din care: a g metan → acetilenă b g metan netransformat η = a*100/(a +b) = 18 % 25 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

M CH4 = 12*1 + 4*1 = 16 g/mol M C2H2 = 2*12 + 2*1 = 26 g/mol M C2H3Cl = 2*12 + 3*1 + 35,5

= 62,5 g/mol

ag

mg

2CH4

→

metan 2*16 g

HC ≡ CH

+

3H2

acetilenă 26 g

bg

hidrogen

bg

CH4

→

CH4

metan 16 g

metan nereacţionat 16 g

m = 26a/2*16 g acetilenă 30m/100 = 0,3m g acetilenă + 400 g soluţie apă de brom 5 % Restul = (m – 0,3m) = 0,7m 0,7m/ 2 = 0,35m g acetilenă + acid clorhidric HCl → 4,375 g clorură de vinil 0,35m

HC ≡ CH

4,375 g +

acetilenă 26 g

HCl acid clorhidric

→

H2C = CH-Cl clorură de vinil 62,5 g

0,35m = 26*4,375/ 62,5 0,35m = 1,82 26 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

m = 5,2 g acetilenă m = 26a/2*16 g acetilenă deci 5,2 = 26a/2*16 5,2 = 2,6*10a/2*16 2 = 10a/2*16 1 =5a/2*16 5a = 2*16 a = 6,4 g metan a g metan → acetilenă b g metan netransformat η = a*100/(a +b) = 18 % (a +b) = 6,4*100/ 18 = 35,556 g metan - (cantitatea necunoscută de metan) 30m/100 = 0,3m g acetilenă + 400 g soluţie apă de brom 5 % m = 5,2 g acetilenă 1,56 g

HC ≡ CH

x = 19.2 g

+

2Br2

26 g

y = 20.76 g

→

2*160 g

C2H2Br4 346 g/ mol

0,3*5,2 g acetilenă barbotată = 1,56 g x = 1,56*2*160/26 = 19,2 g Br2 necesar iar noi avem

md

= 20 g Br2, deci bromul este în exces 20 > 19,2 27

Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

y = 346*1,56/26 = 20,76 g

C2H2Br4

M C2H2Br4 = 2*12 + 2*1 + 4*80 = 346

g/mol

M C2H2 = 2*12 + 2*1 = 26 g/mol M Br2 = 2*80 = 160 g/mol md = ? ms = 400 g soluţie Br2 5 % cp = 5 % Br2 100 g soluţie………………………………………………… cp

ms ……………………………………………………………. ..md deci 100 g soluţie de apă de brom……………………………….5 g Br2 400 g soluţie de apă de brom………………………………..md

md = 400*5/100 = 20 g E.P.2.3. 14. Prin trecerea a 16 g de alchină necunoscută printr-o soluţie amoniacală de azotat de argint se obţin 58,8 g substanţă solidă. a) Determină formula moleculară a alchinei necunoscute. b) Calculează masa soluţiei de azotat de argint de concentraţie 10 % necesară preparării reactivului Tollens consumat în reacţie. Rezolvare: 28 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

16 g

R – C ≡ CH + alchină (R +25) g

58,8 g

[Ag(NH3)2]OH

→

reactiv Tollens

R – C ≡ C:- Ag+

+

solid (R + 132) g

2NH3 amoniac

+

H2O apă

M R – C ≡ CH = R +2*12 +1 = (R +25) g/mol M R – C ≡ C:- Ag+ = R + 2*12 + 108 = (R + 132) g/ mol 16*(R + 132) = (R + 25)*58,8 16R + 16*132 = 58,8R + 25*58,8 2112 -1470 = 42,8R 642 = 42,8R R = 15 R este metil : CH3 -

CH3 – C ≡ CH propină md g Ag NO3 azotat de argint 170 g

16 g

→

[Ag(NH3)2]OH reactiv Tollens

+

CH3 – C ≡ CH

→ etc

propină 40 g

M CH3 – C ≡ CH = 3*12 +1*4 = 40 g/mol M AgNO3 = 3*16 + 14 + 108 = 170 g/ mol md

= 170*16/ 40 = 68 g AgNO3

ms = ? g soluţie AgNO3 10 % 29 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

cp = 10 % AgNO3 100 g soluţie………………………………………………… cp

ms ……………………………………………………………. ..md ms =

68*100/ 10 = 680 g g soluţie AgNO3 10 %

E.P.2.3. 15. Un amestec echimolecular de hexine izomere reacţionează stoechiometric cu 8 moli de clorură de diaminocupru (I), [Cu(NH3)2]Cl. Se cere: a) scrie formulele de structură şi denumeşte hexinele izomere. b) calculează masa iniţială a amestecului de hexine. Rezolvare : Avem 7 alchine izomere pentru C6H10 : Amestec echimolecuar: A1 : A2 : A3: A4 : A5 : A6 : A7 = 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 8 moli

8 moli

C4H9 – C ≡ CH + [Cu(NH3)2]Cl → C4H9 – C ≡ C:- Cu+ Alchină (hexina)

1 mol

clorură de diaminocupru (I) 1 mol

solid

+

2NH3 amoniac

+

HCl Acid clorhi dric

A1 : A2 : A3: A4 : A5 : A6 : A7 = 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 A1 : A2 : A3: A4 : A5 : A6 : A7 = 2 : 2 : 2 : 2 : 2 : 2 : 2 2 moli A1, 2 moli A5, 2 moli A6 şi 2 moli A7 → 2 + 2 + 2 + 2 = 8 moli **************************************************************************** 30 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

*****************************************************************************

M C6H10

= 6*12 + 10 = 72 +10 = 82 g/ mol

Avem 7 izomeri din care 4 izomeri formează acetiluri, cei cu legătura triplă marginală şi anume :  1-hexina; (A1) 31 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

 3-metil-1-pentina; (A5)  4-metil-1-pentina; (A7)  3,3-dimetil-1-butina. (A6) Aceştia vor reacţiona stoechiometric cu 4 moli de clorură de diaminocupru (I),

[Cu(NH3)2]Cl. (din 7 : 4 da şi 3 nu) A1 : A2 : A3: A4 : A5 : A6 : A7 = 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 A1 : A2 : A3: A4 : A5 : A6 : A7 = 2 : 2 : 2 : 2 : 2 : 2 : 2 7 moli izomeri………………………4 da ……………………3 nu x moli izomeri……………………..8 da………………… …6 nu x = 14 moli (câte 2 moli din fiecare izomer)

M C6H10

= 6*12 + 10 = 72 +10 = 82 g/ mol

m amestec echimolecular = 14*82 = 1148 g E.P.2.3. 16. Acetilena adiţionează acid cianhidric, conform ecuaţiei reacţiei chimice:

HC ≡ CH + H-CN → CH2 = CH(CN) Reacţia are loc la temperatura de 80

H2C1 =

0

C şi

în prezenţa Cu2Cl2 + NH4Cl

C2H │ CN

32 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

Compusul obţinut se numeşte cianură de vinil sau acrilonitril şi este un monomer important în industria polimerilor. Poliacrilonitrilul –[CH2

– CH(CN)]n-

este folosit la obţinerea

fibrelor sintetice de tip melană.

n H2C1 =

C2H

→ − ( H2C1 −

│ CN

C2 H)n − │ CN

acrilonitril

poliacrilonitril 3

Calculează masa de poliacrilonitril care seobţine din 2 m de acetilenă (c.n.) dacă adiţia acidului cianhidric are loc cu un randament de 100 %, iar reacţia de polimerizare cu un randament de 70 %. Rezolvare :

M C3H3N = 3*12 + 3*1 + 14 = 53 kg/ kmol V molar = 22,4 m3/ kmol 2 m3

HC ≡ CH

+

acetilenă

Cu2Cl2 + NH4Cl

(a + b) kg

H-CN

→

acid cianhidric

80 0C

CH2 = CH(CN)

22,4 m3

acrilonitril

53 kg

(a +b) = 2*53/ 22,4 = 4,73214 kg acrilonitril η = a*100/ (a + b) = 70 % a = (a + b)*70/ 100 = 4,73214*70/ 100 = 3,3125 kg = 33125,5 g poliacrilonitril 33 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

a kg

a kg

n CH2 = CH(CN)

→

–[CH2 – CH(CN)]n-

acrilonitril 53 kg

polimerizare

poliacrilonitril 53 kg

b kg

b kg

CH2 = CH(CN)

→

CH2 = CH(CN)

acrilonitril 53 kg

acrilonitril nereacţionat 53 kg

E.P.2.3. 17. Într-un recipient cu volumul de 25 litri se află un amestec de C2H4 şi C2H2 în raport molar de 1 : 3. După arderea amestecului cu o cantitate stoechiometrică de aer 0

presiunea în recipient la (0 C) devine 5.42 atm. a) Scrie ecuaţiile reacţiilor chimice de ardere ale celor două hidrocarburi. b) Calculează masa iniţială a amestecului de hidrocarburi din recipient. c) Calculează densitatea în raport cu aerul a amestecului gazos aflat la final, după arderea hidrocarburilor, în recipient. Gazele se consideră în condiţii normale. Rezolvare: a moli etenă C2H4 3a moli acetilenă C2H2 raport molar

C2H4 : C2H2 = 1 : 3 = a : 3a

a moli

C2H4

+

3a moli

(1)

2a moli

3O2

→

2CO2

etenă

oxigen

1 mol

3 moli

2a moli

+

dioxid de carbon 2 moli

2H2O apă 2 moli 34

Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

3a moli

C2H2

7,5a moli

(2)

6a moli

5/2O2

→

2CO2

+

acetilenă

oxigen

1 mol

2,5 moli

3a moli

+

dioxid de carbon 2 moli

H2O apă 1 mol

P V = nRT T = 273 0K P = 5,42 atm V = 25 litri R = 0,082 l*atm/mol*grad n = 5,42*25 /0,082*273 n = 5,42*25/ 22,4 = 6,04 moli Aerul conţine 20 % O2 şi 80 % N2

O2 total = 3a + 7,5a = 10,5a moli Amestecul gazos final conţine : 42a moli N2 , 8a moli CO2 şi 5a moli H2O

N2 = 4*10,5a

= 42a moli N2

CO2 = 2a + 6a = 8a moli CO2 H2O

= 2a + 3a = 5a moli

H2O

n = 42a + 8a +5a = 55a = 6,04 a = 6,04/55 = 0,110 moli etan C2H4 3a = 0,330 moli acetilenă C2H2 35 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme

COLEGIUL TEHNIC „CONSTANTIN BRÂNCUŞI” ORADEA -ANUL ŞCOLAR 2015-2016 Probleme rezolvate din Culegerea de Teste, Exerciţii şi probleme, Probleme practice –CHIMIE – pentru clasa a X-a , Luminiţa Vlădescu, Luminiţa Irinel Doicin, Corneliu Tărărbăşanu-Mihăilă, Grupul Editorial Art, Bucureşti 2006

M C2H4 = 2*12 + 4*1 = 28 g/mol M C2H2 = 2*12 + 2*1 = 26 g/mol Masa amestecului de gaze iniţial = 0,110*28 + 0,330*26 = 3,08 + 8,58 = 11,66 g Calculăm masa molară medie a amestecului gazos final: Gazul

N2 CO2 H2O

n moli n1 = 42a

M molară (g/mol) M1 = 28

n2 = 8a

M1 = 44

n3 = 5a

M1 = 18

M medie = (n1*M1 + n2*M2 + n3*M3)/ (n1 + n2 + n3) M medie = a(42*28 + 8*44 + 5*18)/a(42 + 8 + 5) = 1618/55 = 29,418 g/mol d aer = Mmedie/Maer = 29,418/28,9 = 1,018 Maer = 28,9 g/mol

36 Prof. KASTNER ELISABETA

Capitolul 2-HIDROCARBURI-2.3.-ALCHINE – Exerciţii şi probleme