Pro provádění chemických reakcí je důležité správně vypočítat objem kyslíku potřebný ke spalování určitého množství látky. V tomto článku se podíváme na podrobného průvodce výpočtem objemu kyslíku (O2) potřebného ke spalování 2 mol fosforu (P).
Před zahájením výpočtů je důležité zajistit, aby byla známa molární hmotnost fosforu (P) a poměr mezi fosforem a kyslíkem (P:O).
Nejprve vypočítáme molární hmotnost fosforu (P). Lze jej nalézt v periodické tabulce chemických prvků. Označíme molární hmotnost fosforu (P) jako MP.
Poté budeme potřebovat poměr mezi fosforem (P) a kyslíkem (O), abychom zjistili, kolik molů kyslíku O2 je potřeba ke spalování 2 mol fosforu (P). Označíme poměr mezi fosforem (P) a kyslíkem (O) jako n: P: nO.
Pokud je poměr označen jako n: P: nO to znamená, že každý atom fosforu (P) představuje n moly kyslíku (o). V tomto případě zvažte poměr 5: 1: 5, to znamená, že každý atom fosforu (P) představuje 5 molů kyslíku (o).
Nyní jsme připraveni vypočítat objem kyslíku O2 potřebný ke spalování 2 mol fosforu (P). K tomu použijeme rovnici ideálního plynu:
V = nRT/P
- V-objem plynu (v tomto případě kyslíku O2)
- n-množství plynných molů (v tomto případě kyslíku O2)
- R - univerzální plynová konstanta
- T-teplota plynu (obvykle vyjádřená v Kelvinech)
- P-tlak plynu
Všimněte si, že hodnoty R a T musí být také známé pro úspěšný výpočet. Vložte všechny známé hodnoty do rovnice a získejte konečný objem kyslíku O2, který potřebujete ke spalování 2 mol fosforu P.
Jak vypočítat objem kyslíku O2
Pro výpočet objemu kyslíku O2 je třeba vzít v úvahu stechiometrické reakční poměry, na kterých se kyslík podílí.
Zvažte například reakci spalování 2 mol fosforu:
| Spojení | Koeficient |
|---|---|
| Fosfor (P4) | 2 |
| Kyslík (O2) | 5 |
| Oxid fosforitý (P2O5) | 2 |
Z reakčního poměru je zřejmé, že každá molekula fosforu (P4) vyžaduje 5 molekul kyslíku (O2). Ke spalování 2 mol fosforu je tedy potřeba:
Objem kyslíku O2 = množství fosforu (v molech) * přechodový koeficient O2 / přechodový koeficient fosforu
Objem kyslíku O2 = 2 mol * 5 / 2 = 5 mol
Takže ke spalování 2 mol fosforu bude potřeba 5 mol kyslíku O2.
Základní principy výpočtu
Výpočet objemu kyslíku pro spalování určitého množství fosforu je založen na Gay-Lussacově zákonu a principu objemově-molárních poměrů v reakcích. Pro výpočet postupujte podle následujících kroků:
- Upřesněte chemickou rovnici reakce spalování fosforu s kyslíkem:
- Reakční rovnice: P + O2 → P2O5
- Molární koeficienty: 2P + 5O2 → 2P2O5
- Extrahujte informace z chemické rovnice:
- Molární poměry: 2 mol fosforu odpovídá 5 molům kyslíku
- Určete počet molů kyslíku:
- Počet molů fosforu: 2 mol
- Proporcionální poměr: 5 mol O2 odpovídají 2 mol P
- Vložte známé hodnoty do poměru: (2 mol fosforu) * (5 mol kyslíku / 2 mol fosforu) = 5 mol kyslíku
Ke spálení 2 mol fosforu by tedy bylo zapotřebí 5 mol kyslíku.
Upřesnění množství fosforu
Pro výpočet objemu kyslíku O2 potřebného ke spalování 2 mol fosforu je nutné upřesnit přesné množství fosforu. V tomto případě se předpokládá, že existují 2 moly fosforu.
Mol je jednotka pro měření množství látky, která se rovná počtu atomů ve 12 gramech uhlíku-12. 1 mol látky tedy obsahuje Avogadro ' s number atomů (6.022 x 10^23 atomů).
K upřesnění množství fosforu může dojít použitím vah, chemického vzorce nebo jiných metod měření hmotnosti látky.
Je důležité vzít v úvahu, že pro přesné výpočty je nutné znát přesné množství látky, která bude použita. Pokud je stanoveno necílené množství molů fosforu, výpočty mohou být upraveny pomocí proporcí.
Po upřesnění množství fosforu lze začít vypočítávat objem kyslíku O2 potřebný k jeho úplnému spálení.