Объёмные отношения газов при горении
Объёмные отношения газов при горении показывают, в каком соотношении при одинаковых условиях расходуются углеводород и кислород и образуются газообразные продукты. Эти отношения равны коэффициентам в уравнении реакции, если газы находятся при одинаковых температуре и давлении.
Как выполнять расчёт
Сначала записывают и уравнивают уравнение горения углеводорода. Для углеводорода \(\mathrm{C_xH_y}\) оно имеет вид:
Затем сравнивают известный объём с коэффициентом соответствующего газа и находят неизвестный объём по пропорции. Водяной пар учитывают как газ только тогда, когда по условию вода находится в газообразном состоянии. Если вода конденсируется, её объём в газовой смеси не считают.
Для горения метана: \(\mathrm{CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O}\). При одинаковых условиях \(1\) объём метана требует \(2\) объёма кислорода и даёт \(1\) объём углекислого газа и \(2\) объёма водяного пара. Значит, для \(5\ л\) метана нужны \(10\ л\) кислорода, а образуются \(5\ л\) \(\mathrm{CO_2}\) и \(10\ л\) пара.
Коэффициенты показывают объёмные отношения газов только при одинаковых температуре и давлении. При разных условиях нужно сначала привести объёмы к одинаковым условиям. Кроме того, коэффициент перед водой нельзя использовать для расчёта объёма, если вода после реакции стала жидкостью.
Связь с другими расчётами
Если состав углеводорода неизвестен, сначала определяют его формулу по продуктам сгорания: это разобрано на странице формула углеводорода по продуктам сгорания. После этого записывают уравнение и используют его коэффициенты для объёмов.
Какой объём кислорода нужен для полного сгорания \(3\ л\) этана по уравнению \(\mathrm{2C_2H_6 + 7O_2 \rightarrow 4CO_2 + 6H_2O}\)?
Главное
- Уравняйте реакцию горения и используйте коэффициенты как отношение объёмов газов.
- Сравнивать объёмы можно непосредственно только при одинаковых температуре и давлении.
- Газообразную воду учитывают лишь тогда, когда по условию она остаётся паром.