Den torra luften har ungefär 78% kvävgas (N2), 21% syrgas (O2) och 1% av andra gaser, i volym. Det betyder att vi har ett förhållande på 1: 4: 5 syrgas, kvävgas och total luft.
Luft deltar i många reaktioner, särskilt oxidationsreaktioner såsom förbränning. I verkligheten, dock den enda luftkomponenten som reagerar är syre, med kväve som inert. Men även om det inte deltar i reaktionen är kväve en del av den reagerande luften och de slutgaser som produceras.
När en reaktion äger rum med deltagande av luft kan det således vara nödvändigt att hitta faktorer som: vad är syremassan som reagerade, vad är luftvolymen, vad är volymen för de slutliga reaktionsgaserna, hur mycket kväve som fanns i luften och i de slutgaserna och så vidare mot.
Se exemplet nedan och titta på två sätt som kan användas för att utföra dessa beräkningar. Ett sätt är att använda regeln om tre och det andra använder det citerade stökiometriska förhållandet ( 1 (syre) : 4 (kväve) : 5 (luft)):
Exempel:
Antag att en volym på 40 liter metan (CH
4brändes fullständigt under omgivande temperatur- och tryckförhållanden, vilket gav koldioxid (CO2) och vatten (H2O). Med tanke på en ungefärlig luftkomposition av 80% kvävgas (N2) och 20% syrgas (O2), svara:a) Vad är volymen syrgas som förbrukas i denna reaktion?
b) Vad är luftvolymen som behövs för förbränning?
c) Vad är den totala gasvolymen i slutet av reaktionen?
Upplösning:
a) För att utföra denna beräkning måste vi skriva den kemiska ekvationen som representerar balanserad metanförbränning:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
Med tanke på att reaktionsutbytet var 100% har vi:
1 liter CH4 2 liter O2
40 liter CH4 x
x = 40 L. 2 L
1 l
x = 80 liter O2 (g)
80 liter syrgas förbrukades under dessa förhållanden.
b) Om syrgasvolymen är 80 L kommer luftvolymen att vara:
20% av O2 100% luft
80 liter O2 x
x = 80 L. 100%
20%
x = 400 L luft
Ett annat sätt att lösa detta problem var att använda förhållandet syrgas till luft som visas i början av texten, vilket är 1: 5. Så det räckte att multiplicera syrevolymen med 5:
80 L. 5 = 400 liter luft
c) CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
40 L 80 L 40 L 80 L
Från ovanstående reaktion ser vi att 40 liter koldioxid och 80 liter vatten erhölls, vilket ger totalt 120 liter produkter. Men det finns fortfarande kvävgas i luften som inte reagerar. Så vi måste också ta reda på vad dess volym är:
80% av N2 100% luft 80% N2 20% av O2
x 400 L luft eller x 80 L luft
x = 80 L. 400L x = 80 %. 80L
100% 20%
x = 320 liter N2x = 320 liter N2
Denna beräkning kunde också ha gjorts enklare med förhållandet 1: 4: 5.
12 4 N2 eller 5 luft 4 N2
80 L x 400 L x
x = 320 L.x = 320 L.
Lägg bara till det här värdet med det för de andra gaserna för att veta den totala gasvolymen i slutet av reaktionen:
120 + 320 = 440L gaser
Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi
Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/participacao-ar-nas-reacoes-quimicas.htm