A száraz levegő kb 78% nitrogéngáz (N2), 21% oxigéngáz (O2) és más gázok 1% -a, kötetben. Ez azt jelenti, hogy van egy arányunk 1: 4: 5 oxigéngáz, nitrogéngáz és teljes levegő.
A levegő számos reakcióban vesz részt, különösen az oxidációs reakciókban, például az égés során. A valóságban azonban a levegő egyetlen komponense, amely reagál, az oxigén, a nitrogént inertnek tekintik. Bár a nitrogén nem vesz részt a reakcióban, a nitrogén a reakció levegőjének és a keletkező végső gázoknak a része.
Így amikor a reakció levegő részvételével megy végbe, szükség lehet olyan tényezők felkutatására, mint például: mekkora az oxigén tömege, reagált, mekkora a levegő térfogata, mekkora a végső reakciógázok térfogata, mennyi nitrogén volt jelen a levegőben és a végső gázokban stb. ellen.
Lásd az alábbi példát, és nézzen meg kétféle módon, amellyel ezeket a számításokat elvégezheti. Az egyik módszer a három szabály, a másik pedig az idézett sztöchiometriai arány ( 1 (oxigén) : 4 (nitrogén) : 5 (levegő)):
Példa:
Tegyük fel, hogy 40 liter metán (CH4) teljesen megégett, környezeti hőmérsékleti és nyomási körülmények között, szén-dioxidot (CO2) és a víz (H2O). Figyelembe véve a 80% nitrogéngáz (N2) és 20% oxigéngázt (O2), válasz:
a) Mennyi az oxigéngáz térfogata ebben a reakcióban?
b) Mennyi az égéshez szükséges levegő térfogata?
c) Mennyi a gázok teljes térfogata a reakció végén?
Felbontás:
a) A számítás elvégzéséhez meg kell írnunk a kémiai egyenletet, amely a kiegyensúlyozott metánégést képviseli:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
Figyelembe véve, hogy a reakció hozama 100% -os volt, a következők:
1 liter CH4 2 liter O2
40 liter CH4 x
x = 40 L. 2 L
1 L
x = 80 liter O2. g)
Ilyen körülmények között 80 liter oxigéngázt fogyasztottak.
b) Ha az oxigéntérfogat 80 L, a levegő mennyisége:
Az O 20% -a2 100% levegő
80 liter O2 x
x = 80 L. 100%
20%
x = 400 L levegő
A probléma megoldásának másik módja az oxigéngáz és a levegő arányának használata volt, amely a szöveg elején látható, 1: 5. Tehát elég volt megszorozni az oxigéntérfogatot 5-tel:
80 L. 5 = 400 L levegő
c) CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
40 L 80 L 40 L 80 L
A fenti reakcióból azt látjuk, hogy 40 liter szén-dioxidot és 80 liter vizet kaptunk, ami összesen 120 liter terméket eredményezett. De a levegőben még mindig jelen van a nitrogéngáz, amely nem reagál. Tehát meg kell találnunk a hangerejét is:
Az N 80% -a2 100% levegő 80% É2 Az O 20% -a2
x 400 L levegő vagy x 80 L levegő
x = 80 L. 400L x = 80 %. 80L
100% 20%
x = 320 liter N2x = 320 liter N2
Ezt a számítást egyszerűbben, az 1: 4: 5 arány alkalmazásával is elvégezhettük volna.
1 A2 4 N2 vagy 5 levegő 4 N2
80 L x 400 L x
x = 320 Lx = 320 L
Most csak adja hozzá ezt az értéket a többi gáz értékéhez, hogy megismerje a reakció végén a teljes gázmennyiséget:
120 + 320 = 440 liter gáz
Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/participacao-ar-nas-reacoes-quimicas.htm