1 kg 에틸렌(C2H4) 연소에 필요한 이론공기량(g)

1 kg 에틸렌(C2H4) 연소에 필요한 이론공기량(g)

 

 

에틸렌(C2H4)은 다음 방정식에 의하여

공기 중에서 연소하여 CO2와 H2O를 생성시킨다.

C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O

 

1) 1.93 g의 C2H4와 5.92 g의 O2에 불을 붙였을 때

한계반응을 확인하고 몇 g의 CO2가 생성되겠는가 계산하여라.

2) 한편 상기반응식으로부터 1 kg의 C2H4가

연소하는데 필요한 이론공기량(g)을 계산하여라.

 

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1)

C2H4의 몰질량 = 2(12) + 4(1) = 28 g/mol

1.93 g / (28 g/mol) = 0.0689 mol C2H4

( 계산 설명 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

5.92 g / (32 g/mol) = 0.185 mol O2

 

 

C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O

C2H4 : O2 = 1 : 3 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.0689 mol C2H4와 반응하는 O2의 몰수를 계산하면,

C2H4 : O2 = 1 : 3 = 0.0689 mol : ? mol

? = 3 × 0.0689 = 0.207 mol O2

---> O2는 이만큼 없다.

---> O2가 한계반응물.

( 한계반응물 설명 https://ywpop.tistory.com/3318 )

 

 

O2 : CO2 = 3 : 2 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.185 mol O2 반응 시 생성되는 CO2의 몰수를 계산하면,

O2 : CO2 = 3 : 2 = 0.185 mol : ? mol

? = 2 × 0.185 / 3 = 0.123 mol CO2

 

0.123 mol × (44 g/mol) = 5.41 g CO2

 

 

 

2)

질량비로 계산하면,

C2H4 : 3O2 = 28 g : 3(32) g = 1000 g : ? g

? = 3(32) × 1000 / 28 = 3428.5714 g O2

 

 

공기 중 산소의 질량비가 23.2%이므로,

필요한 이론공기량은

3428.5714 g / (23.2/100) = 14778 g Air

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/3706 ] 부탄(C4H10) 100 g을 완전연소시키는데 필요한 이론공기량은 몇 g인가?