Egy CH4-ból, CO-ból, és feleslegben lévő oxigénből álló gázelegy átlagos moláris tömege 28,4g/mol. * Számítsuk ki a kiindulási gázelegy V/V%összetételét!?

Induljunk ki 1 mol gázkeverékből!

Ebben van:

x mol CH4

y mol CO

(1-x-y) mol O2

Ezekből felírhatjuk az átlagos móltömeget:

16*x+28*y+32*(1-x-y)=28,4 (1)

Nézzük a reakciókat:

CH4 + 2 O2 ---> CO2 + 2 H2O

Az x mol CH4-ból keletkezik:

x mol CO2

2x mol H2O

Elfogy:

2x mol O2

CO + 0,5 O2 ---> CO2

Az y mol CO-ból keletkezik:

y mol CO2

Elfogy:

0,5y mol O2

Számoljuk ki a komponensek összmennyiségét:

(x+y) mol CO2

2x mol H2O

(1-x-y)-2x-0,5y=(1-3x-1,5y) mol O2

Összesen van:

(x+y)+2x+(1-3x-1,5y)=(1-0,5y) mol gázunk.

Ezekből már felírhatjuk az átlagos móltömegre:

[44*(x+y)+18*2y+32*(1-3x-1,5y)]/(1-0,5y)=29,9 (2)

Az (1) egyszerűsítésével és átrendezésével:

16x=2,1+10,95y

A (2) egyszerűsítésével és átrendezésével:

16x=3,6-4y

Egyenlővé téve az y-os oldalakat:

2,1+10,95y=3,6-4y

Kiszámolva: y=0,1

Visszahelyettesítve valamelyikbe x=0,2 adódik.

Az eredeti 1 mol gázkeverék tartalmazott:

0,2 mol CH4-t

0,1 mol CO-ot

0,7 mol O2-t.

Gázokról vagyon szó, a mol%-os és a térfogat%-os összetétel azonos:

20 V/V% CH4

10 V/V% CO

70 V/V% O2

Kedves kérdező!

Jó a kérdésed, kiszámolása nem a legegyszerűbb, excellben a legkönnyebb, de ki lehet ám kézzel lábbal is számolni. Fontos tudni, hogy gázokban a mól számok arányai a térfogatok arányaival megegyeznek (állandó Vm miatt). Azzal kell számolnod, hogy van egy első keveréked, aminek az összetétele: (x*16+y*28+z*32)/(x+y+z) képlet alapján számolható az átlagos M. Alapesetben is felírod a teljes égés képletét, ami arányokkal a következő:

CH4 + CO + 2,5 O2 = 2 CO2 + 2 H2O + 0 O2 tökéletes égés esetén. Általános légfelesleg az 1,4, de itt ez nem lényeg, csak írva van, hogy több az oxigén.

Tehát felírhatod, hogy X,Y,Z-k alap esetben is 1-1-3. Ebből már tudsz számolni bal oldalra M-et (ami ekkor 28g/mol) majd számítasz a jobb oldali CO2,H2O,O2-re is (vegyük j,k,l) egy ilyen "arányt" a reakció egyenletből. Ez akkor 2-2-0,5 lenne, amiből számítva M-et 31,11 lenne.

Tehát a kiindulási gázelegyed átlagos moláris tömege kevés míg a végoldalé meg sok. Itt jön a képbe az, hogy lásd át a kémiát. Ha a metánt növeled, növekszik a termék oldalt a vízgőz, ami csökkenti a jobb oldalt, viszont növeli az oxigéntényezőt, tehát az oxigén mennyiséget, ami meg összerakva csökkenti az eddig is kevés bal oldalt. Mivel amit jelentősen változtathatsz az az O2, ezért főképp azzal célszerű számolnod. Tehát emelned kell a metánt, ahhoz, hogy a jobb oldali átlag a 30-hoz tartson. De épp emiatt növelned kell az Oxigént is, hogy a bal oldal meg a 28,4-hez tartson. Végül a helyes megfejtés 2mol metán, 1mol szénmonoxid, 7mol oxigén (így kereken 28,4 g/mol) a kiindulási oldalt, ekkor a jobb oldalon 3mol CO2 4mol vízgőz és 2,5mol O2 lesz, ami kerekítve 29,9 g/mol-os átlag.mol.tömeget ad ki.

Egyenletekkel is fel lehet írni, bár túl sok változót nyomon követni nehéz de 3 ismeretlenes egyenlet rendszert ki lehet alakítani belőle, ráadásul annyi egyenlettel amennyivel szeretnéd. Végül ekkor csak a bal oldalt számolnád ki, és több megoldás is jó lenne, ezért ugyanezt fel kéne írd a jobb oldalon is, ami szintén ezt szülné, és úgy kéne összeraknod a kettőt. (szóval az már bonyolult) Kémiában ezért is jobb csak arányokkal dolgozni. (mint egy mérleg két oldala, amit egyensúlyba kell hozz. :D )

Remélem segítettem:

- The Blueskin -