物質収支の問題

質問

化学工学で物質収支の問題が出されました。先生は本を使わずに例題をいくつか出して、それを参考にして解くように言うのですが、タイプが違う問題で困っています。

問）C3H8を20％の過剰空気で完全燃焼した場合の燃焼ガスの組成を、水蒸気を覗いた乾き基準で示せ。
答）CO2:11.29%,O2:3.76%,N2:84.95%

式をたててみました
C3H8+5O2→3CO2+4H2O

・この問題だと体積がわかりません。それでも答えが出ますか？（だからなのか答えが％で出ていますが）
・また、空気中の窒素はどのように扱えばいいのでしょうか？
・空気の組成（O2:21%,N2:79%)も関係してくるのでしょうか？
・「20％の過剰空気」はどこで影響するのでしょうか？

ヒントでも何でも構いません。ご教授願います。

回答No.1

noname#62864 · ベストアンサー

＞この問題だと体積がわかりません。それでも答えが出ますか？（だからなのか答えが％で出ていますが）
出ます。具体的な数値がないということは、任意の数値を設定して、得られた数値を百分率に換算すれば良いことになります。

＞また、空気中の窒素はどのように扱えばいいのでしょうか？
反応の前後で変化しませんので、最初の空気に入っていた量がそのまま残るだけです。

＞空気の組成（O2:21%,N2:79%)も関係してくるのでしょうか？
関係してきます。。

＞「20％の過剰空気」はどこで影響するのでしょうか？
空気が過剰でなければ、完全燃焼後に酸素は残りません。また、燃焼後の窒素の量にも影響します。

(1)はじめに、完全燃焼に必要な酸素を計算する。仮にプロパンの量を1molとして計算する。

(2)実際の酸素の量を計算する（20％過剰を使う）
→最後に残る酸素の量がわかる。単位はmol。

(3)上記の計算結果に基づいて、空気の量を計算する
→酸素の量を引けば、最後に残る窒素の量がわかる。単位はmol。

(4)完全燃焼で生じるCO2の量を計算する
→計算するまでもなく3molであることはわかる。

(5)上記の結果から、O2,N2,CO2の物質量がわかっているはずなので、百分率は計算できる。

基本的に、高校化学で解ける問題ですよ。

お礼

ありがとうございました。なんとか解けました。
＞基本的に、高校化学で解ける問題ですよ。
やはり私は化学には向いていませんね^^;