Determinar hidrocarburos identidad a partir de la combustión de datos

Question

La siguiente pregunta fue parte de oct/nov de 2015 de papel 33 IGCSE Química examen y con descuento durante el marcado.

Puede alguien explicar cómo encontrar la respuesta para la última parte de la pregunta?

Nota: tengo la respuesta Pentano con 5 átomos de carbono. Es la respuesta correcta?

Answer 1

Con el fin de "resolver" el problema de los siguientes supuestos:

1. La inicial de 20 $\mathrm{cm}^3$ en el volumen de los gases de hidrocarburos y 200 $\mathrm{cm}^3$ en el volumen de oxígeno en rtp también.
2. La combustión de los alcanos (de la parte iii) también crea el agua, pero en la rtp, el volumen de agua es insignificante, ya que se condensa en la fase líquida.
3. Todos los gases que se siga la ley del gas ideal, de modo que los volúmenes son directamente proporcionales a los lunares.

(i) Determinar el volumen de oxígeno utilizado.

El volumen inicial de oxígeno fue de 200 $\mathrm{cm}^3$, pero el 50 $\mathrm{cm}^3$ de la final del 150 $\mathrm{cm}^3$ fue de oxígeno,
así $200 - 50 = 150$ $\mathrm{cm}^3$ de oxígeno se ha utilizado.

(ii) Determinar el volumen de dióxido de carbono formado.

Con la asunción (2), el volumen final fue de 150 $\mathrm{cm}^3$, pero el 50 $\mathrm{cm}^3$ fue de oxígeno
así $150 - 50 = 100$ $\mathrm{cm}^3$ de dióxido de carbono se forman.

(iii) Los hidrocarburos fue un alcano. Determinar la fórmula del hidrocarburo.

Puesto que cada átomo de carbono en un alcano se quema para producir una molécula de dióxido de carbono,
luego 100/20 = 5 átomos de carbono debe ser en el alcano. Así que el alcano podría ser $\ce{C5H12}$. (Así el de hidrocarburos podría ser isopentano, neopentane, o n-pentano.) $$\ce{C5H12 + 8O2 -> 5CO2 + 6H2O}$$

Problemas con $\ce{C5H12}$

(A) Dado que los volúmenes que se debían seguir la ley del gas ideal, un 20 $\mathrm{cm}^3$ de hidrocarburo reacciona con el 150 $\mathrm{cm}^3$ de oxígeno. Que le da un molar ración de 2 a 15. Pero la relación molar de a $\ce{C5H12}$ quema es de 1 molécula de hidrocarburo a 8 moléculas de oxígeno, o de 2 a 16.

(B) La inicial volumen total de los reactivos fue 150+20 = 170 $\mathrm{cm}^3$. El volumen final del producto fue del 100 $\mathrm{cm}^3$. Por lo que la ración de los reactivos a los productos, dejando de lado el agua, es de 17 a 10. A partir de la ecuación química de la ración es de 9 a 5, o de 18 a 10.

Así que la respuesta debe ser un cycloalkane $\ce{C5H10}$ que reaccionaría con una buena proporción (de 2 a 15 años) y tiene la proporción adecuada de los productos reaccionantes (de 17 a 10).

$$\ce{2C5H10 + 15O2 -> 10CO2 + 10H2O}$$

De VERIFICACIÓN:

Suponiendo 22.4 litros para un mol de hidrocarburos, a continuación, cada mol de hidrocarburos produciría 10 moles de agua.

$$10 \times \dfrac{0.020}{22.4} = 0.0089 \text{ moles of water}$$

Desde cada lunar tiene una masa de 18 gramos y el agua tiene una densidad de 1 $\mathrm{g}/\mathrm{cm}^3$, entonces no es: $$ 0.0089 * 18 = 0.16 \mathrm{cm}^3$$ de agua que de hecho es insignificante.

También en rtp agua tiene una presión de vapor de alrededor de 18 mm hg de 760 mm hg para la presión parcial de agua es bastante pequeña, también en la fase gaseosa.

PS - Gracias a la DGS para señalar que el alcano debe ser un cycloalkane.