II.1.8. Exerciții și probleme rezolvate la alcani.

🔓 Exerciții rezolvate

1. Se dau formulele moleculare la următorii patru alcani. Grupează alcanii izomeri, respectiv omologi: A. C₃H₈ B. C₅H₁₂ C. C₄H₁₀ D. C₅H₁₂

Rezolvare:

A cu C sunt alcani omologi
B cu D sunt izomeri

2. Scrie izomerii pentanului.

Rezolvare:

• n-pentan

• 2-metilbutan (izopentan)

• 2,2-dimetilpropan (neopentan)

3. Scrie izomerii hexanului.

• n-hexan

• 2-metilpentan (izohexan)

• 2,2-dimetilbutan (neohexan)

• 3-metilpentan

• 2,3-dimetilbutan

🔓 Probleme rezolvate

4. Se dă următoarea schemă de reacții chimice:

Se cere:
a) Determină substanțele corespunzătoare literelor X, Y, Z și W (formule și denumirea lor).
b) Scrie ecuațiile reacțiilor chimice din schemă.
c) Ce utilizări au reacțiile chimice în care se degajă căldură (Q), respectiv cea în care se formează carbon fin divizat și apă?

Rezolvare:

a) Substanțele corespunzătoare literelor X, Y, Z, W și U sunt:
X = CH₄ (metan)
Y = H₂O (apă)
Z = H₂ (hidrogen)
W = CO (monoxid de carbon)
U = CO₂ (dioxid de carbon)

b)

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + Q

2CO + O₂ → 2CO₂

2H₂ + O₂ → 2H₂O

3H₂ + N₂ → 2NH₃

c) Reacție care are loc cu degajare de căldură:
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + Q are ca utilizare folosirea metanului drept combustibil (încălzirea locuințelor, pregătirea hranei).

Reacție care are loc cu formarea de carbon fin divizat (negru de fum):
CH₄ + O₂ → C + H₂O are ca aplicații fabricarea vopselelor, cernelurilor și a anvelopelor auto.

5. Se ard 0,0008 m³ de propan. Știind că reacția de ardere a decurs cu un randament de 70%, află :
a) Volumul de aer consumat în reacția de ardere (cu 20% O₂ în volume), măsurat în condiții normale.
b) Masa apei rezultate.
c) Volumul de CO₂ degajat, măsurat în condiții normale.

Rezolvare:

a)

Scriem ecuația reacției de ardere a propanului:
C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O

Transformăm volumul propanului din m³ în litri:
V = 0,0008 m³ = 0,0008 ∙ 1000 dm³ = 0,8 dm³ = 0,8 L

Calculăm masa molară a H₂O:
μ_H2O = 2 ∙ A_H + 1 ∙ A_O = 2 ∙ 1 + 1 ∙ 16 = 18 g/mol

Notăm datele problemei pe ecuația reacției chimice:

Din proporțiile astfel obținute se calculează volumul de oxigen consumat:

Se află volumul de aer cu regula de trei simplă:

b)

Se calculează masa teoretică, m_t, (conform ecuației reacției) de apă obținută:

• Din formula randamentului se calculează masa practică, m_p, de apă obținută:

c)

• Se calculează volumul teoretic, V_t, (conform ecuației reacției) de CO₂ obținut:

• Din formula randamentului se calculează volumul practic, V_p, de CO₂ obținut: