Zadani ze zbioru zadań PAZDRO do szkół ponadgimnazjalnych, zakres roższerzony.

16.39
Do spalenia 1 mola metanu zużyto 1,25 mola tlenu. Otrzymano mieszaninę CO, CO2, H2 i H2O (para). Obliczyć, ile moli każdego z tych gazów zawierałą ta mieszanina.


Odpowiedź (podobno) 0,5 mola CO, 0,5 mola CO2, 1 mol H2 i 1 mol H2O, tylko no właśnie jak do tego dojść! :

Najbardziej zdezorientował mnie ten wodór w tej końcowej mieszaninie... Przecież jak wodór może być produktem spalania.... :

zeby reakcja zaszla calkowicie trzeba:
4CH4 + 5O2 = 2CO + 2CO2 + 4H2 + 4H2O
A WIEC:
4 mole metanu 5 moli tlenu co daje po 2 mole CO i CO2 i po 4 mole H2 i H2O
tak zeby teraz byl 1 mol CH4 i 1.25 mola TLENU dzielimy reakcje i liczbe moli przez 4
wiec
1 mol CH4 + 5/4 (1,25) mola O2 = 0,5 mola CO + 0,5 mola CO2 + 1 mol H2 + 1 mol H2O

i to chyba tyle

to by nie bylo na tyle to dopiero poczatek ciekawej rzeczy
ale takei sa skutki jak sie robi zadanei pdod odpowiedz

CH4 + 1.25O2 -> x1CO2 + x2CO + x3H2O +x4H2

(1) wegiel : 1 = x1 + x2
(2) wodor : 4 = 2x3 + 2x4
czyli
x3 + x4 = 2
(3) tlen : 2.5 = 2x1 + x2 + x3

wyrazmy teraz wszystko jako funkcje x1
(1) x2 = 1 - x1
(3) x3 = 2.5 - 2x1 - x2 = 2.5 - 2x1 - (1-x1) = 2.5 - 2x1 -1 + x1 = 1.5 - x1
2() x4 = 2 - x3 = 2 - (1.5 - x1) = 2 - 1.5 + x1 = 0.5 + x1

ograniczenia na x1
x1 wieksze od 0 no bo musi powstac CO2
x1 mniejsze od 1 bo musi powstac CO

czyli generalnei x1 E (0;1) i to by bylona tyle

co to znaczy a no znaczy to ze poslugujac sie tylko stechiometria mozemy wykombinowac neiskonczona liczebe rozwiazan (nie tak do konca jak kto ciekawy to neich policzy ile tych rozwiazan jest i dlaczego nei jest to niskonczona liczba)
przykladowo podaje tabelke z excela



ale wynikow spelniajacych to rownanie jest o wiele wieleeeeeeeeeeeeeee wiecej ))

A skad sie to bierze ? a no stad ze reakcje nigdy nei zachodza tak jak sie je w skrucie pisze przy niedoborze tlenu powstanei pewnei i sadza o ktorej tu sie ni mowi i CO (zapozanj sie z takimi pojeciami jak gaz syntezowy gaz wodny)

w olbrzymim uproszczeniu (reszte sobei doczytaj w podrecznikach)
CH4 + 2O2 -> CO2 +2H2O

CH4 + H2O = CO + 3H2
H2O + C = CO + H2

CO + H2O = H2 + CO2

Reakcji spalania nei da sie opisac w miare sensownie takimi prostymi rownaniami, jak poczytasz forum to zobaczysz ze tego typu problemy ise czasami pojawiaja i odpowiedzi powiedzmy delikatnie sa akceptowalne przy zalozeniu ze ... (i tu cala lista zalozen kore do tego watku nie pasuja) a wqyniki i tak sa zenujace i majace sie nijak do rzeczywistoasci, a potem sie narzeka ze teoria do niczego

tak naprawde to podane skladniki maja taki stan termodynamiczny/stechiometryczny jeden jednoznaczny okreslajacy produkty reakcji. Ale to nie jest osiagalne za pomoca stechiometrii klania sie termodynamika i stale rwnowagi a w szczegolnosci ich zaleznosc od temperatury, cisneinia itd itp a niebagatelna role odgrywa rownanie stanu opisujace ta meiszanine gazowa

Procesy spalania nei mowiac o ambitniejszych formach np detgonacji sa ciekawe ale takze do 'lykniecia' na podstawowoym poziomie o ile ktos chce


A wracajac do zadania

odpwoiedz jak odpowiedz mozna dyskutowac - nie pierwsza to i nie ostatnia dziwna odpowiedz w zborze zadan a moze czegos z rekstu nei podales do konca ? )

ale zrobiłem dowód nie wprost i wyszło a poza tym jak na mój stan wiedzy to tyle co napisałem to wszystko

Sęk w tym, że jest to cała treść zadania