A tüzelőanyagok moláris égéshője vagy a tüzelőanyagok moláris égéshője Kémiai bemutató
Kérem, ne blokkolja a hirdetéseket ezen a weboldalon.
No ads = no money for us = no free stuff for you!
Molar Heat of Combustion (molar enthalpy of combustion) of Some Common Substances Used as Fuels
Hydrocarbons, such as alkanes, and alcohols, such as alkanols, can be used as fuels.
Amikor egy alkán oxigénfeleslegben teljes égésen megy keresztül, a reakció termékei szén-dioxid (CO2(g)) és víz (H2O(g), amely szobahőmérsékleten és nyomáson H2O(l)-re kondenzálódik).
alkán + oxigénfelesleg → szén-dioxid gáz + vízgőz
Az alkán moláris égéshője (az alkán moláris égési entalpiája) az a hőenergia-mennyiség, amely az alkán 1 moljának oxigénfeleslegben történő égése során felszabadul.
Amikor egy alkán oxigénfeleslegben teljes égésen megy keresztül, a reakció termékei szén-dioxid (CO2(g)) és víz (H2O(g), amely szobahőmérsékleten és nyomáson H2O(l)-re kondenzálódik).
alkanol + oxigénfelesleg → szén-dioxid gáz + vízgőz
Az alkanol moláris égéshője (az alkanol moláris égési entalpiája) az a hőenergia-mennyiség, amely az alkanol 1 moljának oxigénfeleslegben történő égése során felszabadul.
Az égés moláris hőjének meghatározásához meg kell tudnunk határozni, hogy az anyagból hány mól fogyott el az égési reakcióban, tehát az anyagnak tiszta anyagnak kell lennie1.
Az alábbiakban néhány gyakori, tüzelőanyagként használt alkán és alkohol moláris égéshőjét (moláris égési entalpiáját) táblázatos formában, molonkénti kilojoule egységben (kJ mol-1)2 adjuk meg.
Megjegyezzük, hogy az egyes égési reakciókat ábrázoló kémiai egyenletek úgy vannak egyensúlyban, hogy az elégetett anyagból, a tüzelőanyagból 1 mólt használunk fel.
Az égési reakció többlet oxigéngázban, többlet O2(g)-ben megy végbe, ezért teljesen rendben van, ha az egyenlet egyensúlyozásához az O2(g) törtrészeit használjuk, mert minket valójában csak a tüzelőanyag egy moljára felszabaduló energia érdekel, nem pedig az oxigéngáz egy moljára jutó energia.
| Állék (tüzelőanyag) |
Moláris égési hő (kJ mol-1) |
égési reakció | ΔHreakció (kJ mol-1) |
|---|---|---|---|
| metán | 890 | CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) | ΔH = -890 |
| etán | 1560 | C2H6(g) + 7/2O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l) | ΔH = -1560 |
| propán | 2220 | C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(l) | ΔH = -2220 |
| bután | 2874 | C4H10(g) + 13/2O2(g) → 4CO2(g) + 5H2O(l) | ΔH = -2874 |
| oktán | 5460 | C8H18(g) + 25/2O2(g) → 8CO2(g) + 9H2O(l) | ΔH = -5460 |
| metanol (metil-alkohol) |
726 | CH3OH(l) + 3/2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) | ΔH = -726 |
| etanol (etil-alkohol) |
1368 | C2H5OH(l) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l) | ΔH = -1368 |
| propan-1-ol (1-propanol) |
2021 | C3H7OH(l) + 9/2O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(l) | ΔH = -2021 |
| butan-1-ol (1-butanol) |
2671 | C4H9OH(l) + 6O2(g) → 4CO2(g) + 5H2O(l) | ΔH = -2671 |
A táblázatból látható, hogy 1 mol metángáz, CH4(g), oxigénfeleslegben 890 kJ hő felszabadításával teljes égésen megy keresztül.
A metángáz moláris égéshője a táblázatban pozitív értékként szerepel, 890 kJ mol-1 .
A metángáz égésének entalpiaváltozása a táblázatban negatív értékként szerepel, ΔH = -890 kJ mol-1, mivel a reakció során energia keletkezik (exoterm reakcióról van szó).
1 mol metángáz elégetésének ábrázolására a következő kémiai egyenletet írhatjuk fel:
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) ΔH = -890 kJ mol-1
De mennyi energia szabadul fel, ha 2 mol metán teljes égésen megy keresztül?
Az erre a reakcióra vonatkozó kémiai egyenlet felírásakor minden tagot meg kell szoroznunk kettővel ( × 2)beleértve a ΔH értékét is:
2 × CH4(g) + 2 × 2O2(g) → 2 × CO2(g) + 2 × 2H2O(g) ΔH = 2 × -890 kJ mol-1
2CH4(g) + 4O2(g) → 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH = -1780 kJ mol-1
2 mol metán teljes elégése során 2 × 890 = 1780 kJ hő szabadul fel.
Hasonlóképpen, ha csak fél mol metángázunk van, amely teljes égésen megy keresztül, akkor a kémiai egyenlet minden tagját, beleértve a ΔH értékét is, meg kell szoroznunk ½ -el, ahogy az alábbi kémiai egyenletekben látható:
½ × CH4(g) + ½ × 2O2(g) → ½ × CO2(g) + ½ × 2H2O(g) ΔH = ½ × -890 kJ mol-1
½CH4(g) + O2(g) → ½CO2(g) + H2O(g) ΔH = -445 kJ mol-1
½ mol metán égésével ½ × 890 = 445 kJ hő szabadul fel.
Általában, az n mol tüzelőanyag elégetése során felszabaduló hőenergia mennyisége egyenlő a tüzelőanyag moláris égéshőjének értéke és az elégetett tüzelőanyag mólszámának szorzatával
felszabaduló hő (kJ) = n (mol) × moláris égési entalpia (kJ mol-1)
(Az ilyen típusú számítások további példáit lásd a Kémiai reakció lélekenergia-változási számításai című oktatóanyagban)
Ebben a részben azt néztük meg, hogyan használhatjuk a tiszta anyagok moláris égési entalpiájának értékeit tartalmazó táblázatokat annak kiszámításához, hogy mennyi hőenergia szabadul fel, ha az anyag ismert mennyiségét oxigénfeleslegben égetjük el.
De honnan származnak ezek az értékek?
Az égés mólos entalpiájának értékeit laboratóriumi kísérletekkel lehet meghatározni.
A következő részben egy olyan kísérletet tárgyalunk, amelyet egy alkohol moláris égéshőjének meghatározására végezhetsz.
Tudod ezt?
Lépj be az AUS-e-TUTE-ba!
Játszd a játékot most!