混合気体の混合比の求め方について

質問

はじめまして。
以前に質問した内容のものです。自分でも何回か考えながら答えを導いているのですが、自分の出した答えと、このサイトでご教授いただいた答えが一致せず、どうしたものかと思案にくれています。

ご教授いただいた答えは　アセチレン０．６Ｌ、プロパン０．４Ｌなのですが、私の答えはアセチレン０．７６Ｌ、プロパン０．２４Ｌになります。詳しい算出過程は割愛させていただきますが、どちらが正しいか、計算過程を示しながら解説できる方、是非、助け船を出して下さい。よろしくお願いします。

0℃、1気圧でプロパンとアセチレンを混合したものを1.0Lとり、これに同じ条件下で酸素を加えて混合気体を調整した。この混合気体を完全燃焼させた後、温度と圧力を燃焼前の状態に戻したところ、体積が2.1L減少した。なお、燃焼で生じた水は液体となっており、その体積は無視できるものとする。燃焼前のプロパンとアセチレンの体積(L)を求めたい。

回答No.3

rei00 · ベストアンサー

まず確認ですが，完全燃焼させるために加える酸素は必要最小限の量で，反応後に酸素は残らないと考えて良いのでしょうか？

　もし，そうであれば，次の様に考えてみて下さい。プロパン A [L]，アセチレン B [L] 存在したとすると，

　　　A + B = 1.0 [L]　　（１）

　また，それぞれの完全燃焼の反応式は，

　　プロパン：　C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
　　アセチレン：　C2H2 + 5/2O2 → 2CO2 + H2O

　したがって，反応直前の混合気体はプロパン A [L]，アセチレン B [L]，プロパンと反応する酸素 5A [L]，アセチレンと反応する酸素 5/2B [L] です。つまり，6A + 7/2B [L]。

　完全燃焼後は，CO2 だけが気体として残りますから，プロパンから生じる CO2 3A [L] とアセチレンから生じる CO2 2B [L] が残ります。つまり，3A + 2B [L]。

　燃焼で体積が 2.1 [L] 減ったわけですから，

　　　6A + 7/2B - (3A + 2B) = 2.1 [L]
　　　3A + 3/2B = 2.1 [L]　　（２）

　（１），（２）の連立方程式を解くと，A=0.4 [L], B=0.6 [L] と求まります。

お礼

ご回答、ありがとうございます。

やはりそうですね。

助かりました。

ありがとうございました。

回答No.2

inorganicchemist

ちょっと計算してみましたが、0.6、0.4になりますねぇ。
chanqxc4さんの計算過程を示されてはいかがでしょう。

お礼

ご回答、ありがとうございます。

質問をしておきながら、自分の考えを示さないというのは、エチケットに反する気もしますが、やはりこれだけみなさんの考え方が一致しているとなると、やはり私の考えは根本的に間違っているようで。。。

失礼とは思うのですが、ちょっと稚拙な考え方になりますので、私の考えを示すのは、どうかご勘弁下さい。

環境関係（悪臭とかVOC分析）の仕事をしていて、化学は基本的には好きなのですが、化学計算はどうも苦手で。。。
このサイトで、よくみなさんの力をお借りしてます。
みなさんのご協力に感謝します。

回答No.1

yabe-

プロパンがAリットル、アセチレンがBリットルあるとすると、
A+B=1
(5A+5/2*B+A+B)-(3A+2B)=2.1
↑全部のプロパン、アセチレン、酸素の体積の和から、反応後にできる二酸化炭素の体積の和を引く
また、A+B=1なので、これより、連立方程式をといて、
A=0.4,B=0.6　
って言うところでしょうか。

お礼

ご回答、ありがとうございます。
やはりその考え方になるのですね。。。。
ということは、やはり私の考え方が間違っているということか。。。。

ご教授、ありがとうございました。