השתתפות אוויר בתגובות כימיות. אוויר בתגובות

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:

1 ליטר CH₄ 2 ליטר של O₂
40 ליטר CH₄ איקס
x = 40 ל ' 2 ליטר
1 ליטר
x = 80 ליטר O_{2 (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

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/participacao-ar-nas-reacoes-quimicas.htm