באוויר היבש יש בערך 78% גז חנקן (N2), 21% גז חמצן (O2) ו- 1% מהגזים האחרים, בנפח. המשמעות היא שיש לנו יחס של 1: 4: 5 של גז חמצן, גז חנקן ואוויר כולל, בהתאמה.
האוויר משתתף בתגובות רבות, במיוחד בתגובות חמצון כמו בעירה. אולם במציאות, המרכיב היחיד באוויר שמגיב הוא חמצן, כאשר חנקן נחשב לאינרטי. אך למרות שהוא אינו משתתף בתגובה, החנקן הוא חלק מהאוויר המגיב ומהגזים הסופיים המיוצרים.
לפיכך, כאשר תגובה מתרחשת בהשתתפות אוויר, ייתכן שיהיה צורך למצוא גורמים כגון: מהי מסת החמצן הגיב, מה נפח האוויר, מה נפח גזי התגובה הסופיים, כמה חנקן היה באוויר ובגזים הסופיים וכן הלאה נגד.
עיין בדוגמה למטה ובדוק שתי דרכים בהן ניתן להשתמש כדי לבצע חישובים אלה. דרך אחת היא שימוש בכלל שלוש והשנייה היא שימוש ביחס הסטואיכיומטרי המצוטט ( 1 (חַמצָן) : 4 (חַנקָן) : 5 (אוויר)):
דוגמא:
נניח שנפח של 40 ליטר מתאן (CH4) נשרף לחלוטין, בתנאי סביבה של טמפרטורה ולחץ, וייצר פחמן דו חמצני (CO2) ומים (ח2O). בהתחשב בהרכב אוויר משוער של 80% גז חנקן (N2) ו -20% גז חמצן (O2), תשובה:
א) מה נפח גז החמצן הנצרך בתגובה זו?
ב) מה נפח האוויר הדרוש לשריפה?
ג) מהו הנפח הכולל של הגזים בסוף התגובה?
פתרון הבעיה:
א) כדי לבצע חישוב זה, עלינו לכתוב את המשוואה הכימית המייצגת את בעירת המתאן המאוזנת:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2או
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
בהתחשב בכך שתשואת התגובה הייתה 100%, יש לנו:
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
1 ליטר CH4 2 ליטר של O2
40 ליטר CH4 איקס
x = 40 ל ' 2 ליטר
1 ליטר
x = 80 ליטר O2 (גרם)
נצרך 80 ליטר גז חמצן בתנאים אלה.
ב) אם נפח החמצן הוא 80 ליטר, נפח האוויר יהיה:
20% מה- O2 100% אוויר
80 ליטר או2 איקס
x = 80 ל ' 100%
20%
x = 400 ליטר אוויר
דרך נוספת לפתור בעיה זו הייתה להשתמש ביחס גז החמצן לאוויר המוצג בתחילת הטקסט, שהוא 1: 5. אז זה היה מספיק כדי להכפיל את נפח החמצן ב -5:
80 ל ' 5 = 400 ליטר אוויר
ג) CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2או
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
40 ליטר 80 ליטר 40 ליטר 80 ליטר
מהתגובה שלעיל אנו רואים שהתקבלו 40 ליטר פחמן דו חמצני ו -80 ליטר מים, מה שנותן סך של 120 ליטר מוצרים. אבל, עדיין קיים גז החנקן באוויר שאינו מגיב. אז עלינו לברר גם מה נפחו:
80% מה- N2 100% אוויר 80% N2 20% מה- O2
x 400 ליטר אוויר או x 80 ליטר אוויר
x = 80 ל ' 400 ליטר x = 80 %. 80 ליטר
100% 20%
x = 320 ליטר N2x = 320 ליטר N2
חישוב זה יכול היה להיעשות גם בפשטות יותר, תוך שימוש ביחס 1: 4: 5.
12 4 נ2 או 5 אוויר 4 נ '2
80 ל 'x 400 ל'
x = 320 ליטרx = 320 ליטר
עכשיו רק הוסף ערך זה עם זה של הגזים האחרים כדי לדעת את נפח הגזים הכולל בסוף התגובה:
120 + 320 = 440 ליטר גזים
מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה
האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:
FOGAÇA, ג'ניפר רושה ורגס. "השתתפות אוויר בתגובות כימיות"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/participacao-ar-nas-reacoes-quimicas.htm. גישה אליו ב -28 ביוני 2021.
