chemia nieorganiczna
chemia nieorganiczna
1. \(\displaystyle{ 70m^{3}}\) acetylenu spala się całkowicie z \(\displaystyle{ 1000m^{3}}\) powietrza. Oblicz całkowita ilość spalin, ich skład objętościowy i współczynnik nadmiaru powietrza.
-
Pablo82
- Użytkownik
- Posty: 356
- Rejestracja: 31 maja 2015, o 19:56
- Płeć: Mężczyzna
- Lokalizacja: Warszawa
- Pomógł: 79 razy
chemia nieorganiczna
Reakcja: \(\displaystyle{ C_2H_2 + 5/2 O_2 ---> 2 CO_2 + H_2O}\)
Na podstawie reakcji widzimy, że \(\displaystyle{ 1}\) mol \(\displaystyle{ C_2H_2}\) potrzebuje do całkowitego i zupełnego spalenia \(\displaystyle{ 2,5}\) mola \(\displaystyle{ O_2}\) ( czystego tlenu ). Jeśli zużyto\(\displaystyle{ 70 m^3}\)acetylenu to oznacza, że do jego spalenia zużyto \(\displaystyle{ V_1 = 70 \cdot 2,5 = 175 m^3}\) tlenu. Wiemy, że standardowy skład powietrza wynosi: \(\displaystyle{ 79 \%}\) pozostałych gazów plus \(\displaystyle{ 21 \%}\) tlenu. To powoduje, że w tej reakcji zużyto powietrza:
\(\displaystyle{ V_{O_2} = 175/0,21 = 833 m^3}\) ( powietrza )
Współczynnik nadmiaru powietrza\(\displaystyle{ \lambda = 1000/833 = 1,2}\) ( jest bardzo dobry, gdyż współczynnik „zaczyna się” od \(\displaystyle{ 1,05}\))
Całkowita ilość spalin:
1. Nie przyjmuje się lub też przyjmuje się ( zależnie od literatury ) iż objętość powstałej pary wodnej wlicza się do objętości spalin. Podejmuję się jednak „ściąć” każdego, kto utożsamia objętość pary z objętością gazu – jest to z powodów czystej termodynamiki par i gazów. W tym zadaniu uznam, że para wodna podległa całkowitemu skropleniu i nie wchodzi do bilansu objętościowego spalin, choć mogę to przedstawić w tej drugiej opcji ( para wodna jest gazem – za coś takiego moi akademiccy nauczyciele …nawet nie wiem co zrobiliby ze mną…)
2. Mamy zatem sytuację, że w spalaniu uczestniczyło \(\displaystyle{ 833 m^3}\) powietrza, zatem \(\displaystyle{ V_2 = 1000 – 833 = 167 m^3}\) powietrza nie uczestniczyło w procesie spalania.
3. Teraz zadanie najtrudniejsze ( dla Ciebie, niestety ), ale podpowiedź:
- \(\displaystyle{ 70 m^3}\) spalenia acetylenu powoduje wytworzenie \(\displaystyle{ 140 m^3}\) spalin w postaci \(\displaystyle{ CO_2}\) Zostało jednak \(\displaystyle{ 167 m^3}\) powietrza ( także o określonym składzie) oraz gazy, które w procesie spalania nie wzięły udziału ( zawarte w tych \(\displaystyle{ 833 m^3}\) powietrza wziętego do spalania ).
Jak myślisz, jaki jest skład spalin?
Na podstawie reakcji widzimy, że \(\displaystyle{ 1}\) mol \(\displaystyle{ C_2H_2}\) potrzebuje do całkowitego i zupełnego spalenia \(\displaystyle{ 2,5}\) mola \(\displaystyle{ O_2}\) ( czystego tlenu ). Jeśli zużyto\(\displaystyle{ 70 m^3}\)acetylenu to oznacza, że do jego spalenia zużyto \(\displaystyle{ V_1 = 70 \cdot 2,5 = 175 m^3}\) tlenu. Wiemy, że standardowy skład powietrza wynosi: \(\displaystyle{ 79 \%}\) pozostałych gazów plus \(\displaystyle{ 21 \%}\) tlenu. To powoduje, że w tej reakcji zużyto powietrza:
\(\displaystyle{ V_{O_2} = 175/0,21 = 833 m^3}\) ( powietrza )
Współczynnik nadmiaru powietrza\(\displaystyle{ \lambda = 1000/833 = 1,2}\) ( jest bardzo dobry, gdyż współczynnik „zaczyna się” od \(\displaystyle{ 1,05}\))
Całkowita ilość spalin:
1. Nie przyjmuje się lub też przyjmuje się ( zależnie od literatury ) iż objętość powstałej pary wodnej wlicza się do objętości spalin. Podejmuję się jednak „ściąć” każdego, kto utożsamia objętość pary z objętością gazu – jest to z powodów czystej termodynamiki par i gazów. W tym zadaniu uznam, że para wodna podległa całkowitemu skropleniu i nie wchodzi do bilansu objętościowego spalin, choć mogę to przedstawić w tej drugiej opcji ( para wodna jest gazem – za coś takiego moi akademiccy nauczyciele …nawet nie wiem co zrobiliby ze mną…)
2. Mamy zatem sytuację, że w spalaniu uczestniczyło \(\displaystyle{ 833 m^3}\) powietrza, zatem \(\displaystyle{ V_2 = 1000 – 833 = 167 m^3}\) powietrza nie uczestniczyło w procesie spalania.
3. Teraz zadanie najtrudniejsze ( dla Ciebie, niestety ), ale podpowiedź:
- \(\displaystyle{ 70 m^3}\) spalenia acetylenu powoduje wytworzenie \(\displaystyle{ 140 m^3}\) spalin w postaci \(\displaystyle{ CO_2}\) Zostało jednak \(\displaystyle{ 167 m^3}\) powietrza ( także o określonym składzie) oraz gazy, które w procesie spalania nie wzięły udziału ( zawarte w tych \(\displaystyle{ 833 m^3}\) powietrza wziętego do spalania ).
Jak myślisz, jaki jest skład spalin?