Springen naar inhoud

[scheikunde] Opgave fysische chemie.


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Martin.h

    Martin.h


  • >25 berichten
  • 54 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 11 april 2007 - 16:20

Ik heb voor fysische chemie de volgende opgave waar ik maar niet uit kan komen:

Consider a sample of a hydrocarbon (a compound consisting only carbon and hydrogen) at 0,959 atm and 298 K. Upon combusting the entire sample in oxygen, you collect a mixture of gaseous carbon dioxide and water vapor at 1,51 atm and 375 K. This mixture has a density of 1,391 g/L and occupies a volume four times as large as that of the pure hydrocarbon. Determine the molecular formula of the hydrocarbon.


Ik heb de volgende berekening c.q. gedachtengang er op los gelaten:

De verbranding van 1 deeltje CnHm levert in totaal n CO2 en m/2 H2O op.

Dit is dus een verhouding van 1 : (n + m/2).

Tevens is de volume verhouding 1 : 4.

Nu kan je met de formule voor een ideaal gas de volgende berekening maken, aangezien R voor en na de reactie pijl het zelfde is en je dus de toestand vergelijking van de koolwaterstof gelijk kan stellen aan die van de producten:

(n + m/2) = (P2 . T1 . 4) / (P1 . T2)

Hierbij geven de eentjes en tweetjes de grootheden voor en na de reactiepijl aan zoals ze gegeven zijn in de tekst van de opgave.

Nu komt daar als je alles invult het volgende uit:

(n + m/2) = 5,00499.. mol


En vervolgens loop ik vast. Mijn docent heeft het gehad over het vinden van een stelsel van vergelijkingen waarbij je twee onbekenden hebt. Maar ik kan gewoonweg niks vinden.

Tevens zat ik te denken dat ik misschien nog iets moet doen met de dichtheid, maar ik kan me eigenlijk echt niet bedenken wat!

Als iemand me verder op weg wil helpen dan zou ik deze zeer dankbaar zijn, aangezien ik hier al zo lang op zit te broeden en er maar niet uit kom.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Ivanhou

    Ivanhou


  • >25 berichten
  • 70 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 april 2007 - 18:31

Weet je de uitkomst niet?...
Want 'k ben beetje lui om het te berekenen :-p.

In ieder geval moet je idd starten met de ideale gaswet voor en nŗ de oxidatie.
Dan kan je uit dat n1/n2 = 0,8 (allť kom ik uit...)
Waarbij n1 het aantal mol voor de oxidatie is, n2 het aantal mol (CO2 + H2O) na de oxidatie....

Tussen n1 en n2 weet je uit de reactievergelijking ook een relatie... (in x en y indien het koolwaterstof CxHy is )

Uit de dichtheid weet je ook een relatie in x en y.
zet dit eventjes in de ideale gaswet.... remember: m=n.M

Is this helpfull?

#3

Martin.h

    Martin.h


  • >25 berichten
  • 54 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 11 april 2007 - 19:09

In ieder geval moet je idd starten met de ideale gaswet voor en nŗ de oxidatie.
Dan kan je uit dat n1/n2 = 0,8 (allť kom ik uit...)
Waarbij n1 het aantal mol voor de oxidatie is, n2 het aantal mol (CO2 + H2O) na de oxidatie....


Hoe kom je aan die 0,8 als ik vragen mag?

is dit gedaan door

(P1 . 1)/(n1 . T1) = (P2 . 4)/(n2 . T2)

en dat geeft mij voor n1/n2 als uitkomst 1,199....


Uit de dichtheid weet je ook een relatie in x en y.
zet dit eventjes in de ideale gaswet.... remember: m=n.M


Vooral daar wordt het moeilijk. Dichtheid is wat ik weet ρ = m/V. Hierbij kan ook m=n.M goed voorstellen aangezien M ook als gram per liter gezien kan worden. Alleen zie ik niet hoe ik dit kan verbinden met het getal uit de opgave en hoe ik het zo in de formule kan zetten dat het tot een oplossing kan gaan komen.

#4

Ivanhou

    Ivanhou


  • >25 berichten
  • 70 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 april 2007 - 19:44

Hoe kom je aan die 0,8 als ik vragen mag?

is dit gedaan door

(P1 . 1)/(n1 . T1) =  (P2 . 4)/(n2 . T2)

en dat geeft mij voor n1/n2 als uitkomst 1,199....


Ik heb daar inderdaad een rekenfout gemaakt. Die 0,8 klopt niet

Dit is gevonden door de verhouding te nemen van de ideale gaswetten voor en na de oxidatie.

0,959 = n1 298
4 * 1,51 = n2 375

Dit geeft me voor n1/n2 = 0,199 (indien ik uiteraard niet opnieuw een rekenfout maak.. )

Veranderd door Ivanhou, 11 april 2007 - 19:46


#5

Ivanhou

    Ivanhou


  • >25 berichten
  • 70 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 april 2007 - 19:48

Uit de dichtheid weet je ook een relatie in x en y.
zet dit eventjes in de ideale gaswet.... remember: m=n.M


Vooral daar wordt het moeilijk. Dichtheid is wat ik weet ρ = m/V. Hierbij kan ook m=n.M goed voorstellen aangezien M ook als gram per liter gezien kan worden. Alleen zie ik niet hoe ik dit kan verbinden met het getal uit de opgave en hoe ik het zo in de formule kan zetten dat het tot een oplossing kan gaan komen.

Je kan een soort gemiddeldmolecuul gewicht berekenen van je gasmengsel in x en y.
Dit kan je invullen in de ideale gaswet.

Veranderd door Ivanhou, 11 april 2007 - 19:48


#6

Martin.h

    Martin.h


  • >25 berichten
  • 54 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 12 april 2007 - 18:52

En hier loop ik steeds stuk. Kan je me ook uitleggen hoe je deze gemiddelde molecuulmassa uit kan rekenen, aangezien ik niet weet wat ik voor n in moet vullen.

Tevens zou ik niet weten hoe ik deze gemiddelde molecuulmassa in de ideale gaswet in zou moeten vullen.

Sorry voor het vragen, maar ik zie het verband gewoon echt niet...

#7

yochem_CF

    yochem_CF


  • >250 berichten
  • 385 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 april 2007 - 19:19

De dichtheid van de aanwezige CO2 kun je uitrekenen, die van waterdamp ook. Stel er is x mol aanwezig. Met die x reken je verder in de algemene gaswet. Daaruit komt een verhouding: 1 mol houdt neemt zoveel liter in beslag (n en V zijn namelijk onbekend). Dat aantal mol nog even om rekenen naar kg en je hebt de dichtheid. Die twee berekende dichtheden van koolstofdioxide en waterdamp heb je dan nodig om de verhouding tussen CO2 en waterdamp te bepalen. De dichtheid van het mengsel is gegeven. De verhouding van de dichtheden is zo, dat je bij uitrekenen van de dichtheid van het mengsel op de gegeven dichtheid moet komen. Aan jou om dat verder uit te puzzelen. Geplaatste afbeelding

Nog een vraagje van mij uit nieuwsgierigheid: bij wat voor opleiding hoort deze opgave?

Veranderd door yochem, 12 april 2007 - 19:22


#8

Martin.h

    Martin.h


  • >25 berichten
  • 54 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 12 april 2007 - 19:36

De dichtheid van de aanwezige CO2 kun je uitrekenen, die van waterdamp ook. Stel er is x mol aanwezig. Met die x reken je verder in de algemene gaswet. Daaruit komt een verhouding: 1 mol houdt neemt zoveel liter in beslag (n en V zijn namelijk onbekend). Dat aantal mol nog even om rekenen naar kg en je hebt de dichtheid. Die twee berekende dichtheden van koolstofdioxide en waterdamp heb je dan nodig om de verhouding tussen CO2 en waterdamp te bepalen. De dichtheid van het mengsel is gegeven. De verhouding van de dichtheden is zo, dat je bij uitrekenen van de dichtheid van het mengsel op de gegeven dichtheid moet komen. Aan jou om dat verder uit te puzzelen. Geplaatste afbeelding

Nog een vraagje van mij uit nieuwsgierigheid: bij wat voor opleiding hoort deze opgave?

Ok als ik mee ga in je redenatie dan kom ik op het volgende uit voor het berekenen van hoeveel ruimte 1 mol inneemt:

x = 0,19632.. L

Nu zeg je dat je het aantal mol om kan rekenen naar de massa. Dit snap ik niet. Je kan toch niet het aantal mol van CO2 en H2O samen omrekenen naar de massa? Dit zou alleen maar kunnen als je de verhouding van CO2 t.o.v. H2O wat ook juist de essentie/vraag van de opgave is...

Dit is een vraag voor het vak fysische chemie aan de VU, ik volg daar een traject tot 1 graads leraar.

#9

Suusel

    Suusel


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 13 april 2007 - 11:05

Tealon,

Je kan met de ideale gaswet uitrekenen hoeveel mol er in 1 L zit.

P= 1.51 atm = 153000Pa
V= 1L = 1 * 10-3 m3
R = 8.314
T = 375 K

1 L gas blijkt dan 0.049 mol gas te bevatten. Die 0.049 mol weegt 1.3191 g. 1 mol gas weegt dus gemiddeld 28.3 g.

Molgewicht CO2 : 44
Molgewicht H2O : 18

Reactievergelijking: CxHy --> x CO2 + 1/2y H2O

Het gemiddelde molgewicht is: (44 x + ¬Ĺ 18 y)/(x + ¬Ĺ y) = 28.3

Met deze vergelijking en degene die je al had (x + ¬Ĺ y = 5) kun je x en y uitrekenen. Ik kom dan uit op x = 2 en y =6. Ethaan dus! :oops:

#10

Martin.h

    Martin.h


  • >25 berichten
  • 54 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 15 april 2007 - 09:51

Kijk nu zie ik waar mijn fout gezeten heeft!

Ik deed alles op een kleine variabele fout, namelijk:

(44 x + 18 y/2)/(x + y) = 28.3

Oftewel ik moest het volgende doen:

(44 x + 18 y/2)/(x + y/2) = 28.3

En dan kom je continu verkeerd uit!

Iedereen bedankt voor het helpen bij deze opgave!





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures