Udara kering memiliki sekitar 78% gas nitrogen (N2), 21% gas oksigen (O2) dan 1% gas lainnya, dalam volume. Ini berarti bahwa kita memiliki rasio 1: 4: 5 gas oksigen, gas nitrogen dan total udara, masing-masing.
Udara berpartisipasi dalam banyak reaksi, terutama reaksi oksidasi seperti pembakaran. Namun pada kenyataannya, satu-satunya komponen udara yang bereaksi adalah oksigen, dengan nitrogen dianggap inert. Tetapi, meskipun tidak ikut dalam reaksi, nitrogen adalah bagian dari udara yang bereaksi dan gas akhir yang dihasilkan.
Jadi, ketika reaksi berlangsung dengan partisipasi udara, mungkin perlu untuk menemukan faktor-faktor seperti: berapa massa oksigen yang bereaksi, berapa volume udara, berapa volume gas reaksi akhir, berapa banyak nitrogen yang ada di udara dan dalam gas akhir dan sebagainya melawan.
Lihat contoh di bawah ini dan lihat dua cara yang dapat digunakan untuk melakukan perhitungan ini. Salah satu cara adalah menggunakan aturan tiga dan yang lainnya menggunakan rasio stoikiometri yang dikutip ( 1 (oksigen) : 4 (nitrogen) : 5 (udara)):
Contoh:
Asumsikan bahwa volume 40 L metana (CH4) benar-benar terbakar, di bawah kondisi suhu dan tekanan sekitar, menghasilkan karbon dioksida (CO2) dan air (H2HAI). Mempertimbangkan perkiraan komposisi udara 80% gas nitrogen (N2) dan 20% gas oksigen (O2), jawab:
a) Berapa volume gas oksigen yang dikonsumsi dalam reaksi ini?
b. Berapa volume udara yang dibutuhkan untuk pembakaran?
c) Berapa volume total gas pada akhir reaksi?
Resolusi:
a) Untuk melakukan perhitungan ini, kita perlu menulis persamaan kimia yang menunjukkan pembakaran metana yang seimbang:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2HAI
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
Mengingat bahwa hasil reaksi adalah 100%, kami memiliki:
1 L CH4 2 L O2
40 L CH4 x
x = 40 L 2 L
1 L
x = 80 L O2 (g)
80 L gas oksigen dikonsumsi dalam kondisi ini.
b) Jika volume oksigen 80 L, volume udara adalah:
20% dari O2 100% udara
80 L O2 x
x = 80 L 100%
20%
x = 400 L udara
Cara lain untuk mengatasi masalah ini adalah dengan menggunakan rasio gas oksigen ke udara yang ditunjukkan di awal teks, yaitu 1:5. Jadi, cukup untuk mengalikan volume oksigen dengan 5:
80 L 5 = 400 L udara
c) CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2HAI
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
40 L 80 L 40 L 80 L
Dari reaksi di atas, kita melihat bahwa 40 L karbon dioksida dan 80 L air diperoleh, yang memberikan total 120 L produk. Tapi, masih ada gas nitrogen yang ada di udara yang tidak bereaksi. Jadi, kita perlu mencari tahu berapa volumenya juga:
80% dari N2 100% udara 80% N2 20% dari O2
x 400 L udara atau x 80 L udara
x = 80 L 400L x = 80 %. 80L
100% 20%
x = 320 L N2x = 320 L N2
Perhitungan ini juga bisa dilakukan dengan lebih sederhana, dengan menggunakan rasio 1:4:5.
12 4 N2 atau 5 udara 4 N2
80 L x 400 L x
x = 320 Lx = 320 L
Sekarang, tambahkan saja nilai ini dengan gas lainnya untuk mengetahui volume total gas pada akhir reaksi:
120 + 320 = 440L gas
Oleh Jennifer Fogaa
Lulus kimia
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/participacao-ar-nas-reacoes-quimicas.htm
