Kuivas õhus on umbes 78% gaasilist lämmastikku (N2), 21% gaasilist hapnikku (O2) ja 1% muid gaase, mahus. See tähendab, et meie suhe on 1: 4: 5 hapniku gaasi, gaasilise lämmastiku ja kogu õhu sisaldust.
Õhk osaleb paljudes reaktsioonides, eriti oksüdatsioonireaktsioonides, näiteks põlemisel. Tegelikkuses ainus reageeriv õhu komponent on hapnik, kusjuures lämmastikku peetakse inertseks. Kuigi lämmastik ei osale reaktsioonis, on lämmastik osa reageerivast õhust ja lõplikest tekkinud gaasidest.
Seega, kui reaktsioon toimub õhu osalusel, võib osutuda vajalikuks leida sellised tegurid nagu: milline on hapniku mass, mis reageerinud, milline on õhu maht, milline on lõplike reaktsioonigaaside maht, kui palju lämmastikku oli õhus ja lõppgaasides jne vastu.
Vaadake allolevat näidet ja vaadake kahte viisi, mida saab nende arvutuste tegemiseks kasutada. Üks võimalus on reegli kolme kasutamine ja teine tsiteeritud stöhhiomeetrilise suhte ( 1 (hapnik) : 4 (lämmastik) : 5 (õhk)):
Näide:
Oletame, et 40 l metaani (CH
4) põles täielikult ümbritseva keskkonna temperatuuri ja rõhu all, tekitades süsinikdioksiidi (CO2) ja vesi (H2O). Võttes arvesse 80% -lise lämmastikgaasi (N2) ja 20% hapnikugaasi (O2), vastus:a) Kui suur on selles reaktsioonis kulutatud hapniku gaas?
b) Kui suur on põlemiseks vajalik õhu maht?
c) Kui suur on gaaside kogumaht reaktsiooni lõpus?
Resolutsioon:
a) Selle arvutuse tegemiseks peame kirjutama keemilise võrrandi, mis tähistab metaani tasakaalustatud põlemist:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
Arvestades, et reaktsiooni saagis oli 100%, on meil:
1 L CH4 2 L O2
40 L CH4 x
x = 40 L. 2 liitrit
1 L
x = 80 I O2 g)
Nendes tingimustes tarbiti 80 I hapniku gaasi.
b) Kui hapniku maht on 80 L, on õhumaht:
20% O-st2 100% õhku
80 L O2 x
x = 80 L. 100%
20%
x = 400 L õhku
Teine võimalus selle probleemi lahendamiseks oli kasutada teksti alguses näidatud hapniku ja õhu suhet, mis on 1: 5. Seega piisas hapniku mahu korrutamisest 5-ga:
80 L. 5 = 400 L õhku
c) CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
40 L 80 L 40 L 80 L
Ülaltoodud reaktsioonist näeme, et saadi 40 L süsinikdioksiidi ja 80 L vett, mis annab kokku 120 L tooteid. Kuid õhus on endiselt lämmastikgaasi, mis ei reageeri. Niisiis, peame välja selgitama ka selle mahu:
80% N-st2 100% õhk 80% N2 20% O-st2
x 400 L õhku või x 80 L õhku
x = 80 L. 400L x = 80 %. 80L
100% 20%
x = 320 L N2x = 320 L N2
Selle arvutuse oleks saanud teha ka lihtsamalt, kasutades suhet 1: 4: 5.
12 4 N2 või 5 õhku 4 N2
80 L x 400 L x
x = 320 Lx = 320 L
Nüüd lisage see väärtus teiste gaaside väärtusega, et teada saada gaaside kogumaht reaktsiooni lõpus:
120 + 320 = 440L gaase
Autor Jennifer Fogaça
Lõpetanud keemia
Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/participacao-ar-nas-reacoes-quimicas.htm