ασκησεις καυσης

δείτε την προσομοίωση της καύσης http://users.sch.gr/ppoulio/animation%20nea/stoic_select_both[1].swf

ΟΔΗΓΙΕΣ

1.Γράφουμε την χημική εξίσωση της καύσης

2.Βρίσκουμε τους συντελεστές των αντιδρώντων-προϊόντων

3.Μετατρέπουμε τα δεδομένα της άσκησης (g ή L) σε mol χρησιμοποιώντας τις σχέσεις:

n=m/Mr n=V/22.4 (σε STP συνθήκες)

4. Με βάση την στοιχειομετρία της εξίσωσης υπολογίζουμε τα mol των ουσιών που ζητούνται από την άσκηση

5. Τέλος ανάλογα με την άσκηση μετατρέπουμε τα mol σε g ή L :

m=n.Mr V=n.22,4 (σε STP συνθήκες)

•Όταν η καύση γίνεται με καθαρό Ο2 τα καυσαέρια περιέχουν CO2 ,υδρατμούς (νερό σε αέρια φάση) και οξυγόνο που τυχόν δεν αντέδρασε. Με την ψύξη απομακρύνονται οι υδρατμοί και το CO2 δεσμεύεται από διάλυμα βάσης.

•Όταν η καύση γίνεται με αέρα τα καυσαέρια περιέχουν επιπλέον άζωτο (Ν2) που δεν καίγεται. Ισχύουν οι σχέσεις:

•V(αέρα)=5V(οξυγόνου)

V(αζώτου)=4V(οξυγόνου)

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1

32g μεθανίου (CH4) καίγονται πλήρως με καθαρό οξυγόνο

1.πόσα g νερό σχηματίστηκαν;

2.πόσα L διοξείδιο του άνθρακα έχουν παραχθεί σε stp συνθήκες;

3.πόσα mol οξυγόνου καταναλώθηκαν;

(C=12 H=1 O=16)

ΛΥΣΗ

CH4

Mr=12+4=16

n=m/Mr=32/16=2mol CΗ4

H2O Μr=16+2=18

•CH4+ 2O2 CO2+ 2H2O

•1mol 2mol 1mol 2mol

•2mol X1 X2 X3

•

•X1= 4mol οξυγόνο

•Χ2=2mol διοξείδιο του C

•X3=4mol νερό

•m g νερού=4*18=72g

•VL(CO2)=2*22,4=44,8L

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2

5,8g βουτανίου καίγονται πλήρως με την απαιτούμενη ποσότητα αέρα

1.Χ;g CO2 παράγονται;

2.Χ;L αέρα απαιτούνται για την καύση;

3.Χ;L αζώτου υπάρχουν στα καυσαέρια;

(STP συνθήκες, C=12, O=16 H=1)

ΛΥΣΗ

MrC4H10=48+10=58

n=m/Mr5,8/58=0,1mol βουτανίου

CO2 Mr=12+32=44

C4H10+ 13/2 O2 4CO2+ 5H2O

1mol 13/2mol 4mol 5mol

0,1mol x ψ

x=13/2*0,1=0,65mol οξυγόνο

ψ=4*0,1=0,4mol CO2

m(gCO2)=n*Mr=0,4*44=17,6g

VL(O2)=n*22.4=0,65*22,4=14,56L

V L(αέρα)=5*14,56=72,8L

V L(αζώτου)=4*14,56=58,24L

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 3

· Καίγονται πλήρως 220 g προπανίου με την απαιτούμενη ποσότητα οξυγόνου. Να βρείτε πόσα L οξυγόνου χρησιμοποιήθηκαν σε STP συνθήκες και πόσα mol διοξειδίου του άνθρακα παράχθηκαν.Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες: C = 12, H = 1, O = 16

ΛΥΣΗ

Γράφουμε την αντίδραση καύσης:

C₃H₈ + 5O₂ --> 3CO₂ + 4H₂O

1 mol 5 mol 3 mol

1^. M_r 5^.22,4L 3 mol

220 g x L y mol

Το προπάνιο C₃H₈ έχει M_r = 3^.12 + 8^.1 = 36 + 8 = 44

Η παραπάνω κατάταξη γράφεται:

1^. 44 g C₃H₈ 5^.22,4L O₂ 3 mol CO₂

220 g x L y mol

Υπολογίζουμε τα x=5*22.4*220/44=560l O2 (stp)

και y=3*(220/44)=15mol CO2.

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΟΙΧΕΙΟΜΕΤΡΙΑΣ ΜΕ ΠΕΡΙΣΣΕΙΑ

1) σε δοχείο εισάγονται 2 mol CH₄ και 4mol O₂

a)πόσα mol από κάθε σώμα θα αντιδράσουν

β) από ποιο σώμα και πόσο θα περισεψει

γ) πόσα mol θα σχηματιστούν από κάθε προϊόν ;

CH₄ + 3 O_{2 -->} CO₂ + 2H₂O

2) σε δοχείο εισάγονται 44.8l CH_{4 (stp)} και 128g O₂

a)πόσα mol από κάθε σώμα θα αντιδράσουν

β) από ποιο σώμα και πόσο θα περισεψει

γ) πόσα mol θα σχηματιστούν από κάθε προϊόν ;

CH₄ + 3 O_{2 -->} CO₂ + 2H₂O

ΟΔΗΓΙΕΣ ΚΑΥΣΗΣ ΜΙΓΜΑΤΟΣ

1) Καύση μίγματος .

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 4

α) αν δοθεί η μάζα του μίγματος θεωρούμε αmol του ενός συστατικού και βmol του άλλου συστατικού . ετσι

m_{μιγματος}=m_{1ουσίας} +m_{2ουσίας} ή

m_{μιγματος}= α*Μr_{1ουσίας} +β*Μr _{2ουσίας} β) αν δοθεί ο όγκος του μίγματος τότε θεωρούμε αml της ουσίας 1 και β ml της ουσίας 2 V_{μιγματος}=α +β

ΛΥΣΗ

γράφουμε τις εξισώσεις καύσης για κάθε μία ουσία ξεχωριστά

C₃H_{8 (g)} +5 O_{2 (g) -->} 3 CO_{2 (g)} + 4 H₂O_(g)

αmol C₃H₈ καίγεται με (5α)mol O₂ δίνει (3α)mol CO₂ και (4α)mol H₂O

CH_{4 (g)} +2 O_{2 (g )-->} CO_{2 (g)}+ 2 H₂O_(g)

βmol C₃H₈ καίγεται με (2β)mol O₂ δίνει (β)mol CO₂ και (2β)mol H₂O

πχ 76g μίγμα C₃H₈ και CH₄ καίγονται και δίνουν 112lt CO_{2 άρα}

m_{μιγματος}= α*Μr_{1ουσίας} +β*Μr _{2ουσίας} 76=α*44+β*16 (1)

n _CO2=V _CO2/22.4 à 3α +β=112/22,4=5 à 3α+β=5(2)

λύνουμε το σύστημα και α=1 ,β=2 άρα m_C3H8=44g και m _CH4=2*16=32g