プロパンとアセチレンの混合気体について

質問

はじめまして。
プロパンとアセチレンの混合気体1L（0℃,1atm）に同条件下で酸素を加え、この混合気体を完全燃焼させると、体積が2.1L減少する。この時の反応前のプロパンとアセチレンの混合比を求めたいのですが、かなり苦戦しています。誰か知恵を貸して下さい。よろしくお願いします。

回答No.1

kikero · ベストアンサー

アセチレンの燃焼 Ｃ2Ｈ2＋２.５Ｏ2→２ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ
プロパンの燃焼 Ｃ3Ｈ8＋５Ｏ2→３ＣＯ2＋４Ｈ2Ｏ
燃焼後、温度が下がるとＨ2Ｏは凝縮するので、体積はzeroになり、ＣＯ2は全くＨ2Ｏに溶解しないと仮定する。
すると、
アセチレンが燃焼すると、元ガス１と酸素２.５が減って炭酸ガス２が増える＝（１＋２.５）－２＝１.５倍分減る、
プロパンが燃焼すると、元ガス１と酸素５が減って炭酸ガス３が増える＝（１＋５）－３＝３倍分減る。

混合ガス中のアセチレン＝ｘＬ、とすると、
燃焼後の体積減少２.１＝１.５ｘ＋３＊（１－ｘ）
→ １.５ｘ＝０.９ → ｘ＝０.６

アセチレン６割、プロパン４割でした。

お礼

ご回答、ありがとうございます。
とても参考になりました。
誤解が広がらないようにもう少し詳細に記載させていただきます。コメント等がありましたら、再度の書き込みをお願いします。

0℃、1気圧でプロパンとアセチレンを混合したものを1.0Lとり、これに同じ条件下で酸素を加えて混合気体を調整した。この混合気体を完全燃焼させた後、温度と圧力を燃焼前の状態に戻したところ、体積が2.1L減少した。なお、燃焼で生じた水は液体となっており、その体積は無視できるものとする。燃焼前のプロパンとアセチレンの体積(L)を求めたい。

ということです。

よろしくお願いします。

回答No.4

himesayuri

＃２ですが，なるほど＃１の方の解答の方が正しいのかもしれませんね。
　「この混合気体」の「この」は，単数ですので，指示語の考えからすると，前記のものと解するものと考えたのですが－－－－。

お礼

ご回答、ありがとうございます。

とても助かりました。

また、機会がありましたら、その時はよろしくお願いします。

回答No.3

kikero

＃１ですが、つまらない書き損じが有りました。

誤 混合ガス中のアセチレン＝ｘＬ、とすると、
正 混合ガス中のアセチレンの比率＝ｘ、とすると、

なお、＃２の方は、酸素が減る事を考慮されていない様ですが．．．

お礼

ご回答、ありがとうございました。

おかげさまで、貴殿の回答をトレースして、
理解に至りました。

ご協力、感謝いたします。

回答No.2

himesayuri

こんにちは。
　(1)これは，問題が正しいとすれば，解答は不可です。

　(2)問題の写し間違いがあったとすれば，
　　　２行目の「減少」を「生成」と考えれば，解ける。
　　発生する気体は，二酸化炭素（ＣＯ２）です。

　各反応式は　
　　　　Ｃ３Ｈ８　＋５Ｏ２　→３ＣＯ２　＋　４Ｈ２Ｏ
　　　　　Ｘ　　　　　　　　　　３Ｘ

　　　２Ｃ２Ｈ２　＋５Ｏ２　→４ＣＯ２　＋　２Ｈ２Ｏ
　　　　　Ｙ　　　　　　　　　　２Ｙ　　　　

　プロパン（Ｃ３Ｈ８）　Ｘ（Ｌ）から気体は３ｘ(Ｌ）
　アセチレン（Ｃ２Ｈ２）Ｙ（Ｌ）から気体は２Ｙ（Ｌ）
　　よって，Ｘ＋Ｙ＝１．Ｏ（Ｌ）
　　また，３Ｘ＋２Ｙ＝２．１（Ｌ）
　　　これらの連立方程式を解くと，
　　Ｘ＝０．１，Ｙ＝０．９となる。

　　よってＣ３Ｈ８　：Ｃ２Ｈ２＝１：９となりました。

　あなた様の過去のご回答から，知識人の方とお察ししましたので，略記させていただきました。

お礼

ご回答、ありがとうございます。

お察しの通り、環境関係の仕事に従事しているものです。

化学は好きな分野ではあるのですが、計算問題は今ひとつといった感じです。

助け船、まことにありがとうございます。