Сухой воздух имеет около 78% газообразный азот (N2), 21% газообразного кислорода (O2) и 1% других газов, в объеме. Это означает, что у нас есть соотношение 1: 4: 5 газообразного кислорода, газообразного азота и общего воздуха соответственно.
Воздух участвует во многих реакциях, особенно в реакциях окисления, таких как горение. На самом деле, однако, единственный реагирующий компонент воздуха - кислород., при этом азот считается инертным. Но, хотя он не участвует в реакции, азот является частью реагирующего воздуха и образующихся конечных газов.
Таким образом, когда реакция происходит с участием воздуха, может потребоваться найти такие факторы, как: какова масса кислорода, прореагировало, каков объем воздуха, каков объем конечных газов реакции, сколько азота присутствовало в воздухе и в конечных газах и т. д. против.
См. Пример ниже и рассмотрите два способа выполнения этих расчетов. Один способ - использовать правило трех, а другой - использовать указанное стехиометрическое соотношение ( 1 (кислород) : 4 (азот) : 5 (воздуха)):
Пример:
Предположим, что объем метана 40 л (CH4) полностью сгорел при температуре и давлении окружающей среды с выделением углекислого газа (CO2) и вода (H2О). Учитывая примерный состав воздуха, состоящий из 80% газообразного азота (N2) и 20% газообразного кислорода (O2), отвечать:
а) Какой объем газообразного кислорода расходуется в этой реакции?
б) Какой объем воздуха нужен для горения?
в) Каков общий объем газов в конце реакции?
Разрешение:
а) Чтобы выполнить этот расчет, нам нужно написать химическое уравнение, которое представляет собой сбалансированное сжигание метана:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 часа2О
1 моль 2 моль 1 моль 2 моль
Учитывая, что выход реакции составил 100%, имеем:
Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)
1 л CH4 2 л O2
40 л CH4 Икс
х = 40 л. 2 л
1 л
x = 80 л O2 (г)
В этих условиях было израсходовано 80 л газообразного кислорода.
б) Если объем кислорода составляет 80 л, объем воздуха будет:
20% O2 100% воздух
80 л O2 Икс
х = 80 л. 100%
20%
x = 400 л воздуха
Другой способ решить эту проблему - использовать соотношение газообразного кислорода и воздуха, указанное в начале текста, которое составляет 1: 5. Итак, достаточно было умножить объем кислорода на 5:
80 л. 5 = 400 л воздуха
в) CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 часа2О
1 моль 2 моль 1 моль 2 моль
40 л 80 л 40 л 80 л
Из приведенной выше реакции мы видим, что было получено 40 л диоксида углерода и 80 л воды, что дает всего 120 л продуктов. Но в воздухе все еще присутствует азот, который не вступает в реакцию. Итак, нам тоже нужно узнать, какой у него объем:
80% от N2 100% воздух 80% N2 20% O2
x 400 л воздуха или x 80 л воздуха
х = 80 л. 400 л х = 80 %. 80 л
100% 20%
х = 320 л Н2х = 320 л Н2
Этот расчет также можно было бы сделать проще, используя соотношение 1: 4: 5.
12 4 с.ш.2 или 5 воздух 4 Н2
80 л x 400 л x
х = 320 лх = 320 л
Теперь просто сложите это значение с другими газами, чтобы узнать общий объем газов в конце реакции:
120 + 320 = 440л газов
Дженнифер Фогача
Окончила химический факультет
Хотели бы вы использовать этот текст в учебе или учебе? Посмотрите:
FOGAÇA, Дженнифер Роча Варгас. «Участие воздуха в химических реакциях»; Бразильская школа. Доступно в: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/participacao-ar-nas-reacoes-quimicas.htm. Доступ 28 июня 2021 г.
