Suchý vzduch má asi 78% plynného dusíka (N2), 21% plynného kyslíka (O2) a 1% ostatných plynov, v objeme. To znamená, že máme pomer 1: 4: 5 kyslíkového plynu, plynného dusíka a celkového vzduchu.
Vzduch sa zúčastňuje mnohých reakcií, najmä oxidačných reakcií, ako je spaľovanie. V skutočnosti však jedinou zložkou vzduchu, ktorá reaguje, je kyslík, pričom dusík sa považuje za inertný. Ale aj keď sa dusík nezúčastňuje na reakcii, je súčasťou reagujúceho vzduchu a produkovaných konečných plynov.
Ak teda dôjde k reakcii za účasti vzduchu, môže byť potrebné nájsť faktory, ako napríklad: aká je hmotnosť kyslíka, ktorá je reagoval, aký je objem vzduchu, aký je objem konečných reakčných plynov, koľko dusíka bolo prítomné vo vzduchu a v konečných plynoch atď. proti.
Pozrite si príklad nižšie a pozrite sa na dva spôsoby, ktoré možno použiť na vykonanie týchto výpočtov. Jedným zo spôsobov je použitie pravidla troch a druhým použitím citovaného stechiometrického pomeru ( 1 (kyslík) : 4 (dusík) : 5 (vzduch)):
Príklad:
Predpokladajme, že objem 40 l metánu (CH4) bol úplne spálený za podmienok teploty a tlaku za vzniku oxidu uhličitého (CO2) a vodu (H2O). Ak vezmeme do úvahy približné zloženie vzduchu 80% plynného dusíka (N2) a 20% plynného kyslíka (O2), odpoveď:
a) Aký je objem kyslíkového plynu spotrebovaného pri tejto reakcii?
b) Aký je objem vzduchu potrebný na spaľovanie?
c) Aký je celkový objem plynov na konci reakcie?
Rozhodnutie:
a) Na vykonanie tohto výpočtu musíme napísať chemickú rovnicu, ktorá predstavuje vyvážené spaľovanie metánu:
CH4 + 2 O.2 → CO2 + 2 H2O
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
Ak vezmeme do úvahy, že výťažok reakcie bol 100%, máme:
1 L CH4 2 1 O.2
40 L CH4 X
x = 40 l. 2 litre
1 liter
x = 80 I O2 písm. G)
Za týchto podmienok sa spotrebovalo 80 I plynného kyslíka.
b) Ak je objem kyslíka 80 L, objem vzduchu bude:
20% O2 100% vzduch
80 litrov O.2 X
x = 80 L. 100%
20%
x = 400 L vzduchu
Ďalším spôsobom riešenia tejto otázky bolo použitie pomeru plynného kyslíka k vzduchu uvedenému na začiatku textu, ktorý je 1: 5. Stačilo teda vynásobiť objem kyslíka 5:
80 l. 5 = 400 L vzduchu
c) CH4 + 2 O.2 → CO2 + 2 H2O
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
40 L 80 L 40 L 80 L
Z vyššie uvedenej reakcie vidíme, že sa získalo 40 I oxidu uhličitého a 80 I vody, čo poskytlo celkom 120 I produktov. Vo vzduchu však stále existuje plynný dusík, ktorý nereaguje. Musíme teda zistiť, aký je jeho objem:
80% N2 100% vzduch 80% N2 20% O2
x 400 L vzduchu alebo x 80 L vzduchu
x = 80 L. 400L x = 80 %. 80L
100% 20%
x = 320 I dusíka2x = 320 I dusíka2
Tento výpočet bolo možné vykonať aj jednoduchšie, pri použití pomeru 1: 4: 5.
12 4 s2 alebo 5 vzduchu 4 N2
80 d x 400 d x
x = 320 lx = 320 l
Teraz stačí pridať túto hodnotu k hodnote ostatných plynov, aby ste zistili celkový objem plynov na konci reakcie:
120 + 320 = 440L plynov
Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/participacao-ar-nas-reacoes-quimicas.htm
