化学の宿題です。教えてください

質問

エタン・エチレン・アセチレンの混合気体50ｍlに水素を反応させて、すべてエタンにするのに水素ガス55mlを要した。また、この混合気体の50mlをアンモニア性硝酸銀溶液に通じた後、残りの気体を完全燃焼させるのに107mlを要した。
(1)エタンが完全燃焼したときの化学反応式を示せ
(2)はじめの混合気体中のエチレンの体積百分率を求めよ。ただし、気体の体積はすべて等温・等圧ではかったものとする。

途中の考え方も教えて欲しいです。
よろしくお願いします。

回答No.1

KURUMITO · ベストアンサー

（１）について

2 C2H6 + 7 O2 →　　4 CO2 + 6 H2O

(2)について

水素との反応ではエチレンおよびアセチレンがエタンに変わります。その反応は

C2H4 + H2 →　　　C2H6
C2H2 + 2 H2 →　　　C2H6

混合気体での初期体積をエタンについてA ml、エチレンについて B ml、アセチレンについて C ml とすれば次の関係が成り立っています。

A + B + C = 50 ml

水素ガスの消費量から

B + 2 * C = 55 ml

また、混合ガスをアンモニア性硝酸銀溶液に通すことでアセチレンは銀アセチリドの沈澱となりますのでエタン及びエチレンが酸素と反応して燃焼することになります。その際の酸素の消費量はエタンについて7/2倍の酸素をエチレンについては

C2H4 + 3 O2 →　2 CO2 + 2 H2O

3倍の酸素となりますので

7 / 2 * A + 3 * B = 107

上の3つの式からBを求めると

(2*107-2*3*B) / 7 + B + (55 - B) / 2 = 50

2*(214 - 6 * B) + 14 * B + 7 * (55 - B) = 50 *14

428 - 12 * B + 14 * B + 385 - 7 * B = 700

5 * B = 113

B = 22.6 ml

混合気体 50 ml 中にエチレン22.6ml が含まれているのでエチレンの体積百分率は

22.6 / 50 *100 = 45.2 %

お礼

回答ありがとうございました
とても分かりやすくて助かりました