La fabricación de alcohol etílico C2H5OH, proporciona como subproducto éter dietílico (C2H5)2O. La combustión completa de una muestra de 1,005 g del producto de este proceso proporcionó 1,963 g de CO2. ¿Cuáles deben ser los porcentajes en masa de etanol y éter en esta muestra
Respuestas
Respuesta:
Se tiene la cantidad de CO₂ producido por la combustión completa de una cantidad determinada de muestra de etanol y eter dietilico. Se pide calcular el porcentaje en masa de éter y etanol en la muestra. El resultado obtenido es 86,7% de etanol y 13,3% de éter.
Observación:
No está muy claro el enunciado del problema. Para esta solución se asume que: Por "muestra", se refieren a una mezcla de acohol etilico y eter dietilico cuando se dice " La combustión completa de una muestra de 1,005 g del producto de este proceso"
En base a esto, tenemos que:
La combustión completa de la mezcla da como resultado 1,963 g de CO₂
Muestra : 1,005 g
Entonces, podemos decir que:
A partir de 1,005 g de mezcla (etanol - eter dietilico) se producen 1,963 g de CO₂.
masa de etanol + masa de éter dietílico = 1,005 g (1)
El carbono en el CO₂ proviene del etanol y del eter dietilico, entonces:
Carbono en el CO₂ = 1,963 g CO2 * ( 12 g C / 44 g CO2 ) = 0,54 g C
Los pesos moleculares son:
Etanol = 46 g/mol
Eter dietilico = 74 g/mol
CO₂ = 44 g/mol
0,54 g C = Carbono en la muestra
0,54 g C = Carbono en etanol + Carbono en éter dietilico (2)
Carbono en etanol = masa de etanol * ( 24 g C / 46 g etanol )
Carbono en etanol = masa de etanol * 0,52 (3)
Carbono en éter dietilico = masa de éter dietilico * ( 48 g C / 74 g éter dietilico )
Carbono en éter dietilico = masa de éter dietilico * 0,65 (4)
Sustituimos (3) y (4) en (2) :
(masa de etanol * 0,52 ) + (masa de éter dietilico * 0,65) = 0,54 (5)
Si llamamos:
Masa de etanol = X
Masa de éter dietilico = Y
Tenemos:
X + Y = 1,005 (1)
0,52 X + 0,65 Y = 0,54 (5)
Despejando X en (1) y sustituyendo en (5):
0,52 (1,005 – Y) + 0,65 Y = 0,54
0,5226 – 0,52 Y + 0,65 Y = 0,54
0,13 Y = 0,0174
Y = 0,1338
Masa de éter dietilico = 0,1338 g
Masa de etanol = 1,005 – 0,1338 = 0,8712 g
% en masa de etanol = ( 0,8712 g/ 1,005 g ) * 100 = 86,7%
% en masa de éter dietilico = ( 0,1338 g/ 1,005 g ) * 100 = 13,3%
Explicación: