Răspuns:
Calcule propuse pentru identificarea hidrocarburii aromatice și pentru volumul de aer consumat
a) formula chimică moleculară și de structură a hidrocarburii aromatice, A
- calculăm masa moleculară a hidrocarburii aromatice, pentru a vedea dacă este benzen, sau este un alchil benzen; nu este cazul unei hidrocarburi aromatice polinucleare, fiindcă se precizează în enunt, ca există o arena inferioara.
ρ A/ H₂ = M A / M H₂ = 46
M H₂= masa moleculară H₂=2.A H =2.1 =2 g/mol
M A= masa moleculară arena
M A = ρ. M H₂=46.2g/mol=92 g/mol
Rezultă:
-nu este benzen, C₆H₆, fiindcă masa lui moleculară este 78 g/mol
-avem o hidrocarbură aromatică cu o catena laterală, un alchil benzen, la care formula chimică generală este: C₆H₅-CnH2n+1
- calculăm valoarea lui n, din formula chimică generală, a arenei, dacă știm masa ei moleculară:
M C₆H₅-CnH2n+1=92 (g/mol)
M= 6.AC+5.AH+n.AC+(2n+1).AH=6.12+5.1+12n+(2n+1).1=14n+78
14n+78=92
14n=92-78=14
n=14/14=1
Rezultă pentru n=1, formula moleculară a arenei:
C₆H₅-CnH2n+1, n=1, C₆H₅-CH₃
Este toluenul.
b) volumul de aer (L, c.n) care aduce O₂, necesar reacției cu 2 moli de toluen=? Aerul conține 20% volum O₂
- calculăm volumul de O₂(L,c.n.) care consumă stoechiometric 2 moli de O₂:
Volum molar=22,4 L/mol gaz, c.n. de temperatură și presiune
2 moli C₆H₅CH₃...............x,L(c.n.) O₂
C₆H₅CH₃(l) + 9O₂ (g)→ 7CO₂(g) + 4H₂O(g)
1mol.....................9mol.22,4 L/mol
x, L(c.n.) O₂ = 2 mol .9.22,4L / 1mol=403,2 L
- calculăm volumul de aer, care va aduce 403,2L O₂, în reacție cu 2 moli de toluen:
dacă în 100 %volum aer..................sunt 20%volum O₂
atunci în y, L (c.n.) aer......................sunt 403,2L O₂
y, L (c.n.) aer = 100% . 403,2L / 20%=2016 L (c.n.) aer
R: 2016 L (c.n.) aer
Explicație:
Dacă noi presupunem, că este o arenă cu catena laterală nesaturată, cu formula generală: C₆H₅-CnH2n-1, atunci, calulele pentru n sunt:
M C₆H₅CnH2n-1 = 12+5+14n-1=76+14n
92=76+14n
92-76=14n
n=16/14=1,14
La n=1, catena laterală este C1H2.1-1, CH, nu este posibil, sa existe o arena, fiindcă ar fi o legătura tripla între C din CH și C din inelul aromatic.
