Chemia - Matura Czerwiec 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 19.
Etan i propan w odpowiednich warunkach spalają się w tlenie zgodnie z równaniami reakcji:
2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
Oblicz, w jakim stosunku molowym zmieszano etan i propan, jeśli do całkowitego spalenia 8 dm3 tej mieszaniny zużyto 31 dm3 tlenu. Objętości mieszaniny węglowodorów i tlenu odnoszą się do identycznych warunków ciśnienia i temperatury.
Rozwiązanie
Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku jako wielkości niemianowanej.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale:
● popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego
LUB
● podanie wyniku z jednostką
ALBO
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, wykonanie poprawnych obliczeń prowadzących do wyznaczenia poprawnych wartości objętości lub poprawnych wartości liczby moli etanu i propanu w mieszaninie.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązanie
Dla reakcji przebiegających w fazie gazowej stosunek objętościowy jest równy stosunkowi molowemu.
𝑥 – objętość etanu w dm3,
y – objętość tlenu w dm3 potrzebna do spalenia 𝑥 dm3 etanu;
(8 – 𝑥) – objętość propanu w dm3,
(31 – y) – objętość tlenu w dm3 potrzebna do spalenia (8 – 𝑥) dm3 propanu
Dla obu reakcji są więc spełnione jednocześnie zależności:
Objętość gazów w mieszaninie:
𝑉etanu = 6 dm3
𝑉propanu = 8 dm3 – 6 dm3 = 2 dm3
𝑉etanu𝑉propanu = 𝑛etanu𝑛propanu = 62 = 31 = 3 : 1
Uwaga: Zastosowanie warunków normalnych do wyznaczenia objętości etanu i propanu w mieszaninie gazów należy uznać za błąd metody.
