Suh zrak ima približno 78% dušikovega plina (N2), 21% kisika (O2) in 1% drugih plinov, v prostornini. To pomeni, da imamo razmerje 1: 4: 5 kisika, dušika in celotnega zraka.
Zrak sodeluje v številnih reakcijah, zlasti v reakcijah oksidacije, kot je zgorevanje. V resnici pa edina komponenta zraka, ki reagira, je kisik, pri čemer se dušik šteje za inerten. Čeprav dušik ne sodeluje v reakciji, je del reakcijskega zraka in končnih plinov.
Ko torej pride do reakcije s sodelovanjem zraka, bo morda treba najti dejavnike, kot so: kakšna je masa kisika, ki kolikšna je prostornina zraka, kolikšna je količina končnih reakcijskih plinov, koliko dušika je bilo v zraku in končnih plinih itd. proti.
Oglejte si spodnji primer in si oglejte dva načina, s katerimi lahko izvedete te izračune. Eden od načinov je uporaba pravila treh, drugi pa uporaba navedenega stehiometričnega razmerja ( 1 (kisik) : 4 (dušik) : 5 (zrak)):
Primer:
Predpostavimo, da je prostornina 40 L metana (CH4) je bil v okoljskih pogojih temperature in tlaka popolnoma opečen, pri čemer je nastajal ogljikov dioksid (CO
2) in vodo (H2O). Glede na približno sestavo zraka 80% dušikovega plina (N2) in 20% plina kisika (O2), odgovor:a) Kolikšna je količina porabljenega kisika v tej reakciji?
b) Kolikšna je količina zraka, ki je potreben za zgorevanje?
c) Kolikšen je skupni volumen plinov na koncu reakcije?
Resolucija:
a) Za izvedbo tega izračuna moramo napisati kemijsko enačbo, ki predstavlja uravnoteženo izgorevanje metana:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
Glede na to, da je bil donos reakcije 100%, imamo:
Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)
1 L CH4 2 L O2
40 L CH4 x
x = 40 L. 2 L
1 L
x = 80 L O2 (g)
V teh pogojih smo porabili 80 L kisikovega plina.
b) Če je prostornina kisika 80 L, bo količina zraka:
20% O2 100% zrak
80 L O2 x
x = 80 L. 100%
20%
x = 400 L zraka
Drug način za rešitev tega vprašanja je bila uporaba razmerja kisika in plina, prikazanega na začetku besedila, ki je 1: 5. Torej je bilo dovolj, da količino kisika pomnožimo s 5:
80 L. 5 = 400 L zraka
c) CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
40 L 80 L 40 L 80 L
Iz zgornje reakcije vidimo, da smo dobili 40 L ogljikovega dioksida in 80 L vode, kar skupaj daje 120 L izdelkov. Toda v zraku je še vedno prisoten dušikov plin, ki ne reagira. Torej moramo ugotoviti, kolikšen je tudi njegov obseg:
80% N2 100% zrak 80% N2 20% O2
x 400 L zraka ali x 80 L zraka
x = 80 L. 400L x = 80 %. 80L
100% 20%
x = 320 L N2x = 320 L N2
Ta izračun bi lahko naredili tudi bolj preprosto z uporabo razmerja 1: 4: 5.
12 4 N2 ali 5 zraka 4 N2
80 L x 400 L x
x = 320 Lx = 320 L
Zdaj samo dodajte to vrednost z vrednostjo drugih plinov, da ugotovite skupno količino plinov na koncu reakcije:
120 + 320 = 440L plinov
Avtorica Jennifer Fogaça
Diplomiral iz kemije
Bi se radi sklicevali na to besedilo v šolskem ali akademskem delu? Poglej:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Sodelovanje zraka v kemijskih reakcijah"; Brazilska šola. Na voljo v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/participacao-ar-nas-reacoes-quimicas.htm. Dostopno 28. junija 2021.
