Verbranding propaan

Arnowmoan

Gegeven: 20ml propaan en 580ml lucht (21% O2 en 78% N2)

Wanneer men propaan verbrandt krijgt men deze reactievergelijking:

C3H8 + 5O2 --> 3 CO2 + 4H2O

De verbrandingsenthalpie hiervan kan ik berekenen met behulp van de standaardvormingsenthalpieën. Ook de aantallen mol voor en na de reactie kan ik berekenen als er verondersteld mag worden dat de reactie volledig aflopend is. Mag dit hier?

De vragen die ik niet met zekerheid kan oplossen zijn diegenen die vragen om de warmteproductie van het experiment en de warmtecapaciteit (Cp_gas) van het totale gasmengsel na verbranding te berekenen.

met dE = dQ - dW kom ik er precies niet. Ik veronderstelde dat er geen arbeid op verricht werd dus dat dW wegvalt en in het linkerlid verandert toch zowel de kinetische, potentiele en inwendige energie aangezien het water uit de motor stroomt.

De druk is ook niet gelijk dacht ik waardoor de warmteproductie niet gelijk gesteld kan worden aan de enthalpieverandering...

Hoe kom ik er dan wel? :s

JohnB

Heb je een specifieke temperatuur gekregen waarbij deze reactie verloopt? Of mag je uitgaan van de standaard omstandigheden? Om een voorbeeld te geven zal ik uitgaan van de standaard omstandigheden.

Arnowmoan schreef:Gegeven: 20ml propaan en 580ml lucht (21% O2 en 78% N2)

De verbrandingsenthalpie hiervan kan ik berekenen met behulp van de standaardvormingsenthalpieën. Ook de aantallen mol voor en na de reactie kan ik berekenen als er verondersteld mag worden dat de reactie volledig aflopend is. Mag dit hier?

Je mag veronderstellen dat deze reactie aflopend is als zuurstof in overmaat is, wat in dit geval zo is. Dit kun je bewijzen door dit rekensommetje:

1. Bepaal het molair volume van je gas met de ideale gaswet: pV=nRT. Omschrijven levert

\(\frac{V}{n} = \frac{RT}{p}\)

Waarbij

\(\Delta rH\)

staat voor de reactie-enthalpie en

\(\Delta fH\)

voor de vormingsenthalpie.

Ik hoop dat je er zo uitkomt. Schroom niet om om hulp te vragen als het niet lukt.

Arnowmoan

Er is geen specifieke temperatuur gegeven maar ik veronderstelde dan maar kamertemperatuur.

Met de volumes:

0,020L C3H8

0,580L lucht waarbij lucht 21% O2 en 78% N2 heeft.

==> 3,08 L H20 (=het totale volume min de volumes van lucht en propaan)

En het molair volume van gassen bij kamertemperatuur (Vm=24,5 L/mol) berekende ik dan de aantallen mol:

VOOR:

0,000816 mol C3H8

0,00497mol 02

0,01847 mol N2

170,62 mol H2O (met 18g/mol molair gewicht)

NA:

0,002448 mol C02

+ 0,003246 mol gevormde H2O (bovenop de reeds aanwezige)

Dus na de reactie is er CO2, H20, een overschot O2 en N2 aanwezig. Als dan het aantal mol gasproducten gevraagd is moet H20 uiteraard niet meegerekend worden. Voor de berekening van warmtecapaciteit van het totale gasmengsel zijn ook alle gasproducten en hun hoeveelheden nodig. Nu weet ik niet zeker of de gasproducten CO2, 02 en N2 zijn, of dat de 02 en N2 nog een reactie ondergaan tot stikstofoxiden NOx. Weet u dit misschien?

De verbrandingsenthalpie heb ik ondertussen gevonden en kwam bij mij uit op -2220,00 kJ/mol wat dan dus ook de warmteproductie is.

Bedankt reeds voor de hulp!

JohnB

Ik weet uit m'n hoofd niet precies hoe je stikstof in de vergelijking meeneemt (ik gok dat de warmtecapaciteit een rol gaat spelen), maar als je alleen van de verbranding uit gaat kom ik met waarden uit het Handbook of Physics and Chemistry op

\(\Delta rH = -2043.9 kJ/mol\)

. En aangezien je ongeveer 0.82 mmol propaan gaat verbranden zou er zo'n 1,67 kJ aan warmte ontwikkelen.

Wellicht dat iemand anders een handje kan toesteken met betrekking op het N₂-gas?

Arnowmoan

Inderdaad, als je H20 als gas gaat bekijken is de verbrandingsenthalpie -2043,96 en in het geval van vloeibare H20 komt het op -2220,00.

In het geval van een verbrandingsmotor, weet iemand misschien of die H20 dan vloeibaar of gasvormig is? Want indien het gasvormig is moet het aantal mol H20 bij het totaal aantal mol gas na de verbranding opgeteld worden en beïnvloedt het dus ook zo de warmtecapaciteit (omdat deze gevraagd is van het totale GAS-mengsel).

JWvdVeer

In het geval van een verbrandingsmotor, weet iemand misschien of die H20 dan vloeibaar of gasvormig is?

Heb je zelf al een idee? We hebben het voor de duidelijkheid over een -verbrandingsmotor-. Bij welke temperatuur zal dat wss. zo ongeveer plaats vinden?

Arnowmoan

Wikipedia zegt dat de meeste verbrandingstemperaturen rond 1950 graden liggen waardoor het H20 uiteraard een gas is. Kloppen de andere berekeningen dan nog wel aangezien (zie hierboven) we daarvoor kamertemperatuur gebruikt hebben?

Arnowmoan

Anderzijds staat op de opgavetekening wel het water apart getekend van het gasmengsel :s

http://img340.imageshack.us/i/verbrandingsmotor.jpg/

Volgens de temperatuur zou H20 ook bij het gas moeten horen maar op de tekening is het apart getekend. Als er dan gevraagd wordt om het totaal aantal mol gasproducten weer te geven, hoort die H20 erdan bij? Of bijde berekening van de warmtecapaciteit van het totale gasmengsel na verbranding? Iemand een idee of dit met of zonder het H20 moet gebeuren?

Jan van de Velde

Arnowmoan schreef:..//..

Iemand een idee of dit met of zonder het H20 moet gebeuren?

Zal er van afhangen wat de temperatuur in de verbrandingruimte zal zijn ná de explosie. Ik neem aan meer dan 100°C, dus zal water wel damp blijven.

(euhm, voordat we verwarring stichten, ik heb het nu over de H₂O die vrijkomt bij de verbranding. Gezien de tijdspanne lijkt me de verdamping van het water dat al van te voren onder in de cilinder aanwezig is geen rol te mogen spelen.)

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Verbranding propaan

Verbranding propaan

Re: Verbranding propaan

Re: Verbranding propaan

Re: Verbranding propaan

Re: Verbranding propaan

Re: Verbranding propaan

Re: Verbranding propaan

Re: Verbranding propaan

Re: Verbranding propaan