Kuivaa ilmaa on noin 78% typpikaasua (N2), 21% happikaasua (O2) ja 1% muita kaasuja, volyymissa. Tämä tarkoittaa, että suhde on 1: 4: 5 happikaasua, typpikaasua ja kokonaisilmaa.
Ilma osallistuu moniin reaktioihin, erityisesti hapetusreaktioihin, kuten palamiseen. Todellisuudessa kuitenkin ainoa ilman reagoiva komponentti on happi, typpeä pidetään inertinä. Mutta vaikka typpi ei osallistu reaktioon, se on osa reagoivaa ilmaa ja lopputuotteita.
Joten kun reaktio tapahtuu ilman mukana, voi olla tarpeen löytää sellaisia tekijöitä kuin: mikä on hapen massa, joka reagoinut, mikä on ilman tilavuus, mikä on lopullisten reaktiokaasujen tilavuus, kuinka paljon typpeä oli läsnä ilmassa ja lopullisissa kaasuissa ja niin edelleen vastaan.
Katso alla oleva esimerkki ja tarkastele kahta tapaa, joita voidaan käyttää näiden laskelmien suorittamiseen. Yksi tapa on käyttää kolmen sääntöä ja toinen käyttää lainattua stökiömetristä suhdetta ( 1 (happi) : 4 (typpi) : 5 (ilma)):
Esimerkki:
Oletetaan, että 40 litraa metaania (CH
4) paloi kokonaan ympäristön lämpötilan ja paineen olosuhteissa, mikä tuotti hiilidioksidia (CO2) ja vesi (H2O). Ottaen huomioon likimääräinen 80% typpikaasun (N2) ja 20% happikaasua (O2), vastaus:a) Mikä on tässä reaktiossa kulutetun happikaasun tilavuus?
b) Mikä on polttamiseen tarvittavan ilman määrä?
c) Mikä on kaasujen kokonaismäärä reaktion lopussa?
Resoluutio:
a) Tämän laskennan suorittamiseksi meidän on kirjoitettava kemiallinen yhtälö, joka edustaa tasapainoista metaanipolttoa:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
Ottaen huomioon, että reaktion saanto oli 100%, meillä on:
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
1 l CH: ta4 2 l O: ta2
40 l CH: ta4 x
x = 40 L. 2 litraa
1 litraa
x = 80 I O: ta2 g)
Näissä olosuhteissa kulutettiin 80 litraa happikaasua.
b) Jos happitilavuus on 80 l, ilmamäärä on:
20% O: sta2 100% ilmaa
80 l O: ta2 x
x = 80 L. 100%
20%
x = 400 l ilmaa
Toinen tapa ratkaista asia oli käyttää tekstin alussa esitettyä happikaasun ja ilman suhdetta, joka on 1: 5. Joten, riitti kertoa happitilavuus 5: llä:
80 L. 5 = 400 l ilmaa
c) CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
40 l 80 l 40 l 80 l
Edellä esitetystä reaktiosta näemme, että saatiin 40 I hiilidioksidia ja 80 I vettä, mikä antaa yhteensä 120 I tuotteita. Mutta ilmassa on edelleen typpikaasua, joka ei reagoi. Joten meidän on selvitettävä, mikä on myös sen määrä:
80% N: stä2 100% ilmaa 80% pohjoista2 20% O: sta2
x 400 l ilmaa tai x 80 l ilmaa
x = 80 L. 400 litraa x = 80 %. 80L
100% 20%
x = 320 I N2x = 320 I N2
Tämä laskenta olisi voitu tehdä myös yksinkertaisemmin käyttämällä suhdetta 1: 4: 5.
12 4 N2 tai 5 ilmaa 4 N2
80 L x 400 L x
x = 320 lx = 320 l
Lisää nyt vain tämä arvo muiden kaasujen arvoon, jotta tiedät kaasujen kokonaistilavuuden reaktion lopussa:
120 + 320 = 440 l kaasuja
Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta
Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Ilman osallistuminen kemiallisiin reaktioihin"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/participacao-ar-nas-reacoes-quimicas.htm. Pääsy 28. kesäkuuta 2021.
