Предметы:
- Общий
- Уравнение реакции C и O2
- Уравнение реакции H2 и O2
в целом:
На этой странице объясняется, как правильно составить уравнения реакций. Уравнение реакции — это формула, в которую вводятся вещества до и после сгорания (например, C и O2). После сгорания эти вещества преобразуются в CO2.
Затем уравнение реакции используется для определения, сколько килограммов воздуха необходимо для сжигания 1 килограмма рассматриваемого вещества.
Уравнение реакции C и O2:
Уравнение реакции C и O2 показано ниже. Ниже мы объясним, как заполнить это уравнение.
Начнем с верхней строки. В уравнении атом углерода (C) находится вместе с атомами кислорода (O2) в левой части стрелки. Эти вещества необходимо сжечь. Стрелкой показана связь между веществами после сгорания. Уравнение теперь показывает, что один атом углерода и два атома кислорода вместе образуют углекислый газ (CO2).
На следующем этапе важно определить атомные массы C и O2. Каждый изотоп химического элемента имеет разную атомную массу, которая выражается в граммах на моль. Атомные массы углерода и кислорода приведены:
С = 12 г/моль
О = 16 г/моль
Сначала приводится уравнение реакции горения C и O2:
Затем отмечают атомные массы. 12 находится под С и под О2 (16×2), поскольку О2 состоит из двух атомов кислорода, каждый из которых весит 16 граммов на моль.
В правой части стрелки к атомам кислорода присоединяется атом C. В сумме получается 44. На следующем этапе рассчитывается, сколько килограммов кислорода необходимо для сжигания одного килограмма углерода. Для этого разделим все уравнение на 12.
После деления на 12 остаются следующие числа:
Теперь там действительно написано:
Нам нужны килограммы, а не граммы на моль. В принципе, вы можете просто заменить г/моль на кг, потому что вы можете рассматривать это как соотношение.
Пример:
На 10 литров воды необходимо добавить 1 литр чистящего средства. (Одна десятая часть чистящего средства на литр воды.) Это означает, что на каждые 10 гектолитров воды необходимо добавить 1 гектолитр этого средства. Или 10 сантилитров воды и 1 сантитр чистящего средства, но тогда вам придется перемешать это 100 раз подряд, чтобы получить 10 литров воды на 1 литр чистящего средства. Пропорции остаются прежними.
Вывод такой: граммы на моль и кг можно менять местами, лишь бы в формуле не фигурировали другие величины!
Уравнение теперь показывает, что для сжигания 2,67 кг углерода необходимо 2 кг O1. При этом выделяется 3,67 кг CO2. Проверить, не допущена ли ошибка в расчете, можно легко, сравнив цифры слева и справа от стрелки. Сложение чисел слева от стрелки дает 3,67, как и число справа от стрелки, так что все сделано правильно. Полезно проверить себя таким способом, особенно при работе с длинными уравнениями реакций.
Уравнение реакции H2 и O2:
Мы составили уравнение реакции для H2 и O2, как мы это сделали выше для CO и O2. Теперь сделать правильное уравнение реакции немного по-другому.
Мы начинаем снова с самого начала; После сгорания H2 и O2 преобразуются в H2O, но именно здесь возникает первая проблема:
Если сложить H2 и O2, получится H2O2. Это не вода, а перекись водорода. Это, конечно, не намерение. Это тот момент, когда уравнение реакции необходимо скорректировать, поскольку в конечном итоге должна образоваться H2O. Что нужно сделать сейчас, так это удвоить количество атомов водорода. Мы делаем это следующим образом. Поставив теперь 2 перед H2, вы получите (2xH2) = 4 атома водорода.
То же самое относится и к правой стороне стрелки, но теперь О тоже умножается на 2. Потому что применимо следующее:
2H2O = 2(H2O) = 2xH2 и 2xO2.
Итак, теперь у вас есть обратно два атома кислорода, включая только 4 атома водорода. Итак, вы видите, что нельзя просто сложить атомы вместе, потому что тогда вместо воды образуется химическое соединение перекиси водорода.
Следующий шаг — вычисление атомных масс. На следующем этапе важно определить атомные массы H и O2. Атомные массы углерода и кислорода приведены:
Н = 1 г/моль
О = 16 г/моль
Теперь для сжигания 32 кг H2 требуется 4 кг O2. После сгорания образуется 36 кг H2O. Разделив все уравнение на 4, можно определить, сколько кг O2 необходимо для сжигания 1 кг H2:
В конечном итоге получается:
Значит, чтобы сжечь 1 кг водорода, необходимо 8 кг кислорода.
