Teemad:
- üld-
- Reaktsioonivõrrand C ja O2
- Reaktsioonivõrrand H2 ja O2
Üldine:
Sellel lehel selgitatakse, kuidas reaktsioonivõrrandeid õigeks muuta. Reaktsioonivõrrand on valem, kus ained sisestatakse enne ja pärast põlemist (näiteks C ja O2). Pärast põlemist muutuvad need ained CO2-ks.
Seejärel määratakse reaktsioonivõrrandi põhjal, mitu kilogrammi õhku on vaja 1 kilogrammi kõnealuse aine põletamiseks.
Reaktsioonivõrrand C ja O2:
Reaktsioonivõrrand C ja O2 on näidatud allpool. Allpool selgitame, kuidas seda võrrandit täita.
Alustame ülemisest reast. Võrrandis on süsinikuaatom (C) koos hapnikuaatomitega (O2) noole vasakus servas. Need ained tuleb põletada. Nool näitab ainete vahelist seost pärast põlemist. Võrrand näitab nüüd, et üks süsinikuaatom ja kaks hapnikuaatomit moodustavad koos süsinikdioksiidi (CO2).
Järgmise sammu jaoks on oluline määrata C ja O2 aatommassid. Igal keemilise elemendi isotoobil on erinev aatommass, mida väljendatakse grammides mooli kohta. Süsiniku ja hapniku aatommassid on antud:
C = 12 g/mol
O = 16 g/mol
Esiteks antakse C ja O2 põlemise reaktsioonivõrrand:
Seejärel märgitakse üles aatommassid. 12 on paigutatud C ja O2 alla (16 × 2), kuna O2 koosneb kahest hapnikuaatomist, millest igaüks kaalub 16 grammi mooli kohta.
Noole paremal küljel on hapnikuaatomitele lisatud C-aatom. See annab kokku 44. Järgmises etapis arvutatakse, mitu kilogrammi hapnikku kulub ühe kilogrammi süsiniku põletamiseks. Selleks jagame kogu võrrandi 12-ga.
Pärast 12-ga jagamist jäävad alles järgmised numbrid:
Nüüd öeldakse tegelikult:
Me tahame seda kilogrammides, mitte grammides mooli kohta. Põhimõtteliselt võib g/mol lihtsalt asendada kg-ga, sest näed seda suhtarvudena.
Näide:
10 liitrile veele tuleb lisada 1 liiter puhastusvahendit. (Üks kümnendik puhastusainet liitri vee kohta.) See tähendab, et iga 10 hektoliitri vee kohta tuleb lisada ka 1 hektoliiter seda vahendit. Või 10 sentiliitrit vett ja 1 sentiiter puhastusvahendit, kuid siis tuleb seda 100 korda järjest segada, et saada tagasi 10 liitrit vett 1 liitri puhastusaine kohta. Proportsioonid jäävad samaks.
Järeldus on, et gramme mooli ja kg kohta saab vahetada seni, kuni valemis ei esine muid koguseid!
Võrrand näitab nüüd, et 2,67 kg C põletamiseks on vaja 2 kg O1. See tekitab 3,67 kg CO2. Saate hõlpsasti kontrollida, kas arvutusviga on tehtud, kui võrrelda noolest vasakul ja paremal olevaid numbreid. Noolest vasakul olevate numbrite lisamine annab 3,67, nagu ka noolest paremal olev number, seega on see hästi tehtud. Sel viisil on kasulik ennast kontrollida, eriti pikkade reaktsioonivõrrandite puhul.
Reaktsioonivõrrand H2 ja O2:
Seadistasime H2 ja O2 reaktsioonivõrrandi nagu eespool CO ja O2 puhul. Reaktsioonivõrrandi õigeks muutmine on nüüd veidi erinev.
Alustame uuesti algusest; Pärast põletamist muutuvad H2 ja O2 H2O-ks, kuid siin tekib esimene probleem:
Kui lisate H2 ja O2 kokku, saate H2O2. See ei ole vesi, vaid vesinikperoksiid. See pole muidugi eesmärk. See on punkt, kus reaktsioonivõrrandit tuleb korrigeerida, sest lõpuks peab tekkima H2O. Nüüd on vaja vesinikuaatomite arvu kahekordistada. Teeme seda järgmiselt. Kui nüüd panna H2 ette 2, on teil (2xH2) = 4 vesinikuaatomit.
Sama kehtib noole parema külje kohta, kuid nüüd korrutatakse O ka 2-ga. Sest kehtib järgmine:
2H2O = 2(H2O) = 2xH2 ja 2xO2.
Nüüd on teil kaks hapnikuaatomit tagasi, sealhulgas ainult 4 vesinikuaatomit. Seega näete, et te ei saa aatomeid lihtsalt kokku liita, sest siis tekib vee asemel vesinikperoksiidi keemiline ühend.
Järgmine samm on aatommasside arvutamine. Järgmise etapi jaoks on oluline määrata H ja O2 aatommassid. Süsiniku ja hapniku aatommassid on antud:
H = 1 g/mol
O = 16 g/mol
Nüüd kulub 32 kg H2 põletamiseks 4 kg O2. Pärast põlemist tekib 36 kg H2O. Jagades nüüd kogu võrrandi 4-ga, saab määrata, mitu kg O2 on vaja 1 kg H2 põletamiseks:
Lõpuks muutub see:
Seega on 1 kg vesiniku põletamiseks vaja 8 kg hapnikku.
