Przedmioty:
- Zarys ogólny
- Równanie reakcji C i O2
- Równanie reakcji H2 i O2
Ogólne:
Na tej stronie wyjaśniono, jak poprawić równania reakcji. Równanie reakcji to wzór, w którym wprowadza się substancje przed i po spalaniu (np. C i O2). Po spaleniu substancje te uformują się w CO2.
Następnie na podstawie równania reakcji określa się, ile kilogramów powietrza potrzeba do spalenia 1 kilograma danej substancji.
Równanie reakcji C i O2:
Równanie reakcji C i O2 pokazano poniżej. Poniżej wyjaśniamy, jak uzupełnić to równanie.
Zaczniemy od górnej linii. W równaniu atom węgla (C) znajduje się wraz z atomami tlenu (O2) po lewej stronie strzałki. Substancje te należy spalić. Strzałka pokazuje połączenie między substancjami po spaleniu. Równanie pokazuje teraz, że jeden atom węgla i dwa atomy tlenu razem tworzą dwutlenek węgla (CO2).
W następnym kroku ważne jest określenie mas atomowych C i O2. Każdy izotop pierwiastka chemicznego ma inną masę atomową wyrażoną w gramach na mol. Dane są masy atomowe węgla i tlenu:
C = 12 g/mol
O = 16 g/mol
Najpierw podano równanie reakcji spalania C i O2:
Następnie zapisuje się masy atomowe. 12 umieszcza się pod C i pod O2 (16×2), ponieważ O2 składa się z dwóch atomów tlenu, każdy o masie 16 gramów na mol.
Po prawej stronie strzałki atom C jest dodawany do atomów tlenu. W sumie daje to 44. W kolejnym kroku obliczane jest, ile kilogramów tlenu potrzeba do spalenia jednego kilograma węgla. Robimy to dzieląc całe równanie przez 12.
Po podzieleniu przez 12 pozostają następujące liczby:
Teraz faktycznie jest napisane:
Chcemy to w kilogramach, a nie w gramach na mol. W zasadzie możesz po prostu zastąpić g/mol kg, ponieważ można to zobaczyć jako stosunki.
Przykład:
Należy dodać 10 litr środka czyszczącego na 1 litrów wody. (Jedna dziesiąta środka czyszczącego na litr wody.) Oznacza to, że na każde 10 hektolitrów wody należy dodać także 1 hektolitr tego środka. Lub 10 centymetrów wody i 1 centymetr środka czyszczącego, ale wtedy będziesz musiał wymieszać to 100 razy z rzędu, aby otrzymać 10 litrów wody na 1 litr środka czyszczącego. Proporcje pozostają takie same.
Wniosek jest taki, że gramy na mol i kg można zamieniać, o ile we wzorze nie pojawiają się inne ilości!
Równanie pokazuje teraz, że do spalenia 2,67 kg C potrzeba 2 kg O1. Daje to 3,67 kg CO2. Możesz łatwo sprawdzić, czy został popełniony błąd w obliczeniach, porównując liczby po lewej i prawej stronie strzałki. Dodanie liczb po lewej stronie strzałki daje 3,67, podobnie jak liczby po prawej stronie strzałki, więc zostało to zrobione dobrze. Warto sprawdzić się w ten sposób, szczególnie w przypadku długich równań reakcji.
Równanie reakcji H2 i O2:
Utworzyliśmy równanie reakcji dla H2 i O2, tak jak zrobiliśmy powyżej dla CO i O2. Poprawne równanie reakcji jest teraz nieco inne.
Zaczynamy od początku; Po spaleniu H2 i O2 uformują się w H2O, ale tu pojawia się pierwszy problem:
Jeśli dodasz razem H2 i O2, otrzymasz H2O2. To nie jest woda, ale nadtlenek wodoru. Nie taki jest oczywiście zamysł. Jest to punkt, w którym równanie reakcji musi zostać skorygowane, ponieważ w końcu musi powstać H2O. To, co należy teraz zrobić, to podwoić liczbę atomów wodoru. Robimy to w następujący sposób. Wstawiając teraz 2 przed H2, masz (2xH2) = 4 atomy wodoru.
To samo dotyczy prawej strony strzałki, ale teraz O jest również mnożone przez 2. Ponieważ obowiązuje następująca zasada:
2H2O = 2(H2O) = 2xH2 i 2xO2.
Więc teraz masz z powrotem dwa atomy tlenu, w tym tylko 4 atomy wodoru. Widzisz więc, że nie można po prostu dodać do siebie atomów, bo wtedy zamiast wody powstaje związek chemiczny w postaci nadtlenku wodoru.
Następnym krokiem jest obliczenie mas atomowych. W następnym kroku ważne jest określenie mas atomowych H i O2. Dane są masy atomowe węgla i tlenu:
H = 1 g/mol
O = 16 g/mol
Obecnie do spalenia 32 kg H2 potrzeba 4 kg O2. Po spaleniu powstaje 36 kg H2O. Dzieląc teraz całe równanie przez 4, można obliczyć, ile kg O2 potrzeba do spalenia 1 kg H2:
Ostatecznie staje się:
Zatem do spalenia 1 kg wodoru potrzeba 8 kg tlenu.
