Onvolledige verbranding

florisvda

Beste,

Ik kan de correcte oplossingsmethode niet vinden voor volgende vraag : PDF document vraag #2.

Als ik de vergelijking van de verbrandingsreactie wil opstellen kom ik tot het volgende:

C + O₂ -> CO₂

2*C + O₂ -> 2*CO

Beiden leden optellen :

3*C + 2*O₂ -> 2*CO + CO₂

Alleen kom ik met deze reactie vergelijking niet tot de juiste oplossing(zijnde a, zie PDF).

Doordat de druk met 17% is toegenomen weet je dat het totale aantal mol na reactie = 5.85.

Maar ik weet niet hoe ik dit moet vertalen naar mijn verbrandingsreactievergelijking.

Adhv. mijn reactievergelijking, zou nadat er 5mol grafiek is verbrand 3.333 mol zuurstof weg zijn en zou er dus 1.6666 mol zuurstof overblijven en 3.333mol CO & 1.666 mol CO₂ producten gevormd worden.

Echter, het totale aantal mol na de verbranding 1.666 + 3.3333 + 1.666 = 6.665 > 5.85 dus dit klopt niet.

Ik denk dat het opgelost moet worden adhv. partieeldrukken maar dan zit ik vast.

De som van alle partieeldrukken is de totaaldruk(hier dus oorspronkelijke druk*1,17), de som van alle molfracties is 1 en de som van de hoeveelheden gas(n) is 5.85.

Maar dan weet ik niet hoe ik verder moet, iemand enig idee?

Marjanne

Als ik de vergelijking van de verbrandingsreactie wil opstellen kom ik tot het volgende:

C + O2 -> CO2

2*C + O2 -> 2*CO

Beiden leden optellen :

3*C + 2*O2 -> 2*CO + CO2

Deze laatste reactievergelijking is geen goed uitgangspunt. Hiermee ga je er vanuit dat 2/3 van de C naar CO verbrandt en 1/3 naar CO₂.

Maar er blijft volgens de opgave ook zuurstof achter.

Je moet uitgaan van een reactievergelijking met variabele stoechiometrie.

.. C + .. O₂ ---> .. CO₂ + .. CO + .. O₂

Rechts staat de O₂ die overblijft.

Vul nu aan de rechterkant drie variabelen in: x, y en z.

.. C + .. O₂ ---> x CO₂ + y CO + z O₂

Nu verder jij:

Wat weet je van x + y + z? (Je hebt dit antwoord in jouw vraag al gezet...)

Wat weet je nu van de variabele die aan de linkerkant voor de C komt? (Kwestie van reactievergelijking kloppend maken).

Wat weet je nu van de variabele die aan de linkerkant voor de O komt?

Je hebt nu drie vergelijkingen met drie onbekenden.

Ik heb hem verder uitgewerkt en de antwoorden in je pdf-je kloppen.

florisvda

Bedankt voor het snelle antwoord.

Ik heb zojuist de oplossing gevonden.

We vertrekken (nog altijd) van de 2 deelreacties(Ik neem aan dat dit mag, de optelling maken is echter fout omdat er inderdaad nog wat zuurstof overblijft) :

C + O2 -> CO2 (1)

2*C + O2 -> 2*CO (2)

Nu stel ik :

C(1) = aantal mol omgezette grafiet uit reactie (1)

C(2) = aantal mol omgezette grafiet uit reactie (2)

X = aantal mol zuurstof dat overblijft na reactie

Y = aantal mol verbruikte zuurstof in reactie (1)

Z = aantal mol verbruikte zuurstof in reactie (2)

Aangezien in de opgave staat dat alle grafiet in de reactie wordt verbruikt hebben we het volgende verband tussen C(1) en C(2) :

C(1) + C(2) = 5.00 mol

Maar :

C(1) is ook gelijk aan het aantal mol gevormde CO2 (zie reactie (1))

C(2) is ook gelijk aan het aantal mol gevormde CO (zie reactie(2))

Dan hebben we het volgende verband :

C(1) + C(2) + X = 5.85 mol

X = 5.85 mol - (C(1) + C(2)) = (5.85 - 5.00) mol = 0.85mol

Molfractie van O2 na reactie = 0.85mol/5.85mol = 0.145. Dit klopt met de opgave.

Nu nog C(1) en C(2) :

Aantal mol zuurstof voor de reactie = 5 mol, aantal mol verbruikte zuurstof = 5-0.85mol = 4.15 mol

Dus is : Y+Z=4.15 mol verder weten we ook dat : Y = C(1) en dat Z = C(2)/2.

Dus :

C(1) + C(2)/2 = 4.15 of C(1) = 4.15 - C(2)/2

Vullen we dit in, in :

C(1) + C(2) = 5

Dan vinden we C(1) = 3.3 mol en C(2) = 1.7mol

Bij gevolg is :

molfractie(CO2) = 3.3/5.85 = 0.564

molfractie(CO) = 1.7/5.85 = 0.291

Mijn fout was dus de 2 reactie vergelijkingen optellen dan leek het alsof er geen zuurstof overbleef. Echter als ik gewoon met deze 2 deelreacties werk dan is er niets aan de hand?

En aangezien het aantal mol gevormde CO2 = aantal mol omgezette C in reactie (1) was het eigenlijk niet zo moeilijk.(idem in reactie (2))

Mijn oplossingsmethode van hierboven is dus correct?

Marjanne

Ja het is correct. Goed beschouwd is de werkwijze hetzelfde als die ik voorstelde.

florisvda

Heb nog een vraagje bij oefening 4 uit de zelfde PDF :

De reactie vgl in kwestie :

CuO + Cu2O + 2*H2 -> 3*Cu + 2*H2O

Stel de massa van koper(I)oxide (CuO) in het mengsel gelijk aan x.

Stel de massa van koper(II)oxide (Cu2O) in het mengsel gelijk aan y.

Het mengsel weegt 1.500g, hieruit volgt volgende betrekking :

x+y=1.5;

Dan weet je ook nog dat het gevormde metallische koper(1.297g) bestaat uit een deel dat van CuO komt en een deel van uit Cu2O :

(63.546/79.546)*x+(127.092/143.092)*y=1.297;

De coefficienten zijn de massapercentages van Cu in resp. CuO en Cu2O.

Echter als ik dit oplos dan kom ik het volgende uit :

x = 0.3949131684,y = 1.105086832

Met als massa percentages :

m%(x) = 0.3949131684/1.5 = 26.327%

m%(y) = 1.105086832/1.5 = 73.67%

Maar in de PDF staat er dat het oplossing d is met m%(x) = 64.67% en m%(y) = 35.33%.

Heb er al een kwartiertje op gezocht maar volgens mij is mijn werkwijze correct.

Marjanne

Maar in de PDF staat er dat het oplossing d is met m%(x) = 64.67% en m%(y) = 35.33%.

Volgens mij staat het er precies andersom. Koper(I)oxide is nl. Cu₂O en koper(II)oxide is CuO.

In deze zinnen:

Stel de massa van koper(I)oxide (CuO) in het mengsel gelijk aan x.

Stel de massa van koper(II)oxide (Cu2O) in het mengsel gelijk aan y.

zijn de formules CuO en Cu₂O dus net omgekeerd. Maar het maakt voor je verdere berekening niets uit.

Jouw antwoord komt dus in de buurt van antwoord 4 uit de pdf.

Ik heb het zelf ook eens uitgerekend en alles consequent afgerond op vier decimalen achter de komma. Dan kom ik zelf op 29,1 % CuO en 71,2 % Cu₂O. Ook niet exact dezelfde oplossing, maar ook wel in de buurt.

Ik heb het gevoel dat de afwijkingen ontstaan door andere wijzen van afronding tijdens de berekeningen.

In ieder geval is jouw methode correct. Niets aan af te dingen.

florisvda

Bedankt Marjanne, ik zal het eens voorleggen aan de prof.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Onvolledige verbranding

Onvolledige verbranding

Re: Onvolledige verbranding

Re: Onvolledige verbranding

Re: Onvolledige verbranding

Re: Onvolledige verbranding

Re: Onvolledige verbranding

Re: Onvolledige verbranding