Ha valaha is dolgoztál kémiai reakciókkal, akkor biztosan találkoztál azzal a kérdéssel, hogy egy adott anyag elégetése vagy átalakulása során mennyi más anyag keletkezik. Ez különösen érdekes lehet az energiaiparban, a környezetvédelemben, vagy akár a laboratóriumi kísérletek során. Az etán (C2H6) elégetése egy tipikus kémiai reakció, amely során szén-dioxid (CO2) és víz (H2O) keletkezik. De hogyan számolhatjuk ki pontosan, hogy hány gramm szén-dioxid keletkezik, ha 120 gramm etánt égetünk el? Ebben a cikkben részletesen bemutatjuk, hogyan végezheted el a szükséges számításokat a kémiai reakciók arányainak és anyagmennyiségeknek figyelembevételével.
1. lépés: A kémiai reakció megértése
A kémiai reakció megértése az első lépés a számítások elvégzésében. Az etán (C2H6) elégetését a következő kémiai egyenlet írja le:
C2H6 + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
Ez azt jelenti, hogy egy molekula etán (C2H6) reakcióba lép három molekula oxigénnel (O2), hogy két molekula szén-dioxidot (CO2) és három molekula vizet (H2O) képezzen. Tehát a reakció során a szén-dioxid keletkezése az etán és az oxigén reakciójaként történik.
2. lépés: A moláris tömegek meghatározása
A következő lépés a moláris tömegek meghatározása. A moláris tömeg az az egyensúlyi tömeg, amely egy mol anyagot tartalmaz. A következő moláris tömegeket kell kiszámolnunk:
- Etán (C2H6):
(2 × 12) + (6 × 1) = 30 g/mol - Szén-dioxid (CO2):
(1 × 12) + (2 × 16) = 44 g/mol
Ezért az etán moláris tömege 30 g/mol, míg a szén-dioxid moláris tömege 44 g/mol.
3. lépés: Az etán moláris mennyiségének meghatározása
Most, hogy megvan a moláris tömegünk, kiszámolhatjuk, hogy hány mól etán van a rendelkezésünkre. Ehhez használjuk az alábbi képletet:
mol = tömeg (g) / moláris tömeg (g/mol)
Tehát:
mol C2H6 = 120 g / 30 g/mol = 4 mol
Ez azt jelenti, hogy 120 gramm etán 4 mól etánnak felel meg.
4. lépés: A kémiai reakció arányának alkalmazása
A kémiai reakcióban szereplő anyagok arányai meghatározzák, hogy hány mól szén-dioxid keletkezik az etán elégetésekor. A reakció egyenlete szerint 1 mól etán 2 mól szén-dioxidot eredményez. Mivel 4 mól etán van, így a keletkező szén-dioxid mennyisége a következőképpen alakul:
mol CO2 = 4 mol C2H6 × 2 mol CO2 / 1 mol C2H6 = 8 mol CO2
Ez azt jelenti, hogy 4 mól etán elégetésével 8 mól szén-dioxid keletkezik.
5. lépés: A szén-dioxid tömegének kiszámítása
Miután meghatároztuk, hogy 8 mól szén-dioxid keletkezik, most kiszámolhatjuk a szén-dioxid tömegét a következő képlet segítségével:
tömeg CO2 = mol CO2 × moláris tömeg CO2
Tehát:
tömeg CO2 = 8 mol × 44 g/mol = 352 g
Ezért 120 gramm etán elégetésével 352 gramm szén-dioxid keletkezik.
Összegzés
A 120 gramm etán elégetésekor keletkező szén-dioxid tömegének meghatározása a következő lépéseken keresztül történik: először meghatározzuk a kémiai reakció egyenletét, majd kiszámoljuk a moláris tömegeket, átváltjuk a grammokat mólokra, alkalmazzuk a reakció arányait, és végül meghatározzuk a szén-dioxid tömegét. A számítások alapján tehát 120 gramm etán elégetésével 352 gramm szén-dioxid keletkezik.
Ez a számítás egyszerűen alkalmazható bármilyen kémiai reakcióra, ha ismerjük a reagensek moláris tömegeit és a reakció egyenletét. A kémiai reakciók megértése és a számítások elvégzése segít abban, hogy pontosan meghatározhassuk, milyen anyagok és mennyiségek keletkeznek a reakció során.
