Sustancias resultantes tras la combustión de una mezcla de metano y etano (1603)

, por F_y_Q

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Se tiene una mezcla gaseosa formada por 1 litro de metano, 3 litros de etano y 15 litros de oxígeno. Una vez que los gases han reaccionado, calcula el volumen final de las sustancias existentes en el interior del recipiente si todos ellos están medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, (el agua que se forma se considera en estado gaseoso).

P.-S.

Lo primero que debes hacer es escribir la ecuación química que describe el enunciado:

$$$ \color{forestgreen}{\bf CH_4(g) + C_2H_6(g) + \frac{11}{2}O_2(g)\ \to\ 5H_2O(g) + 3CO_2(g)}$$$

En la mezcla de gases, el metano y el etano no están en proporción estequiométrica. Una vez que se acaba el metano, que es el el que está en menor cantidad, sigue quemándose el etano. La reacción que tiene lugar cuando ya no hay metano es:

$$$ \color{forestgreen}{\bf C_2H_6(g) + \frac{7}{2}O_2(g)\ \to\ 2CO_2(g) + 3H_2O(g)}$$$

Haces el análisis de cada proceso por separado. Como las condiciones de P y T son las mismas para todas las especies, la estequiometría de la reacción es igual a la relación volumétrica entre las sustancias.

Empiezas por la primera reacción.

Cuando se queme el litro de metano se habrá quemado 1 L de etano y se han producido 5 L de agua y 3 L de dióxido de carbono. Tras la primera reacción, en el recipiente habrá:

$$$ \color{royalblue}{\bf \text{2 L de metano}}$$$, $$$ \color{royalblue}{\bf \text{9.5 L de oxígeno}}$$$, $$$ \color{royalblue}{\bf \text{5 L de agua}}$$$, $$$ \color{royalblue}{\bf \text{3 L de CO}_2}$$$

Tras la segunda reacción.

Han reaccionado los dos litros de etano, junto con siete litros de oxígeno y se han producido otros 4 L de dióxido de carbono y 6 L de agua. Tras la segunda reacción, en el recipiente quedan:

$$$ \color{royalblue}{\bf \text{2.5 L de oxígeno}}$$$, $$$ \color{royalblue}{\bf \text{4 L de CO}_2}$$$, $$$ \color{royalblue}{\bf \text{6 L de agua}}$$$

Tras los dos procesos, como balance global de la reacción inicial, en el recipiente habrá:

$$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf \text{2.5 L de oxígeno, 11 L de agua y 7 L de CO}_2}}$$$