1。バランスの取れた化学式を書きます:
ch₄(g) +2o₂(g)→co₂(g) +2h₂o(g)
2。制限反応物を決定します:
* メタンのモル: 理想的なガスの挙動を想定します。理想的なガス法(PV =NRT)を使用して、メタンのモルを見つけることができます。
* n =pv/rt =(2 atm * 10 l)/(0.0821 l * atm/mol * k * 373 k)≈0.65モル
* 酸素のモル:
* n =pv/rt =(2 atm * 20 l)/(0.0821 l * atm/mol * k * 373 k)≈1.30モル
* 化学量論: バランスの取れた方程式は、1モルのメタンが2モルの酸素と反応することを示しています。メタンと比較して酸素の2倍以上があるため、メタンは制限反応物です。
3。製品のモルを計算します:
* co₂のモル: バランスの取れた方程式から、1モルのメタンは1モルのCo₂を生成します。したがって、0.65モルのCO₂があります。
* h₂oのモル: バランスの取れた方程式から、1モルのメタンは2モルのH₂Oを生成します。したがって、1.30モルのH₂Oがあります。
4。製品の総モルを計算します:
*総モル=0.65モルCO₂ + 1.30モルH₂O=1.95モル
5。最終ボリュームを計算します:
*理想的なガス法を再度使用しますが、現在は製品の合計モルを使用してください。
* v =nrt/p =(1.95モル * 0.0821 l * atm/mol * k * 373 k)/2atm≈ 30 l
したがって、製品の最終ボリュームは約30 lです。
重要なメモ:
*この計算では、理想的なガス行動を想定していますが、これはより高い圧力では完全に正確ではない場合があります。
*反応は水蒸気を生成し、温度が露点を下回ると凝縮できます。これは最終ボリュームに影響します。
*実際の体積は、コンテナの体積や潜在的な圧力の変化などの要因の影響を受ける場合があります。