燃焼理論計算

質問

公害防止管理者　大気の燃焼計算で、水素の燃焼反応式を書くとき、
気体の水素はH2で、個体、液体（重油成分の一部）の場合はHで計算してるようなんですけど、（テキストの解説によると）この違いはなんなのですか？

・H2　+　0.5O2　=　H2O　（気体）
・H　 + 0.25O2 = 0.5H2O (個体、液体）

どっちかに統一してくれるといいのですが、これって計算の落とし穴ですよね。

回答No.1

hg3 · ベストアンサー

「水素分子」と「水素原子」の違いです。
つまり、気体の水素がH2で、固体（←個体は間違いです）、液体がHで計算するということではなく、水素ガス（単体の水素）を考える時はH2で、化合物の中に含まれる水素原子を考える時はHで計算するということです。（例えば、液化水素であれば、液体であっても　H2　+　0.5O2　→　H2O　で計算します。）

水素ガス（単体の水素）は、水素原子（H）が２つくっついた水素分子H2の集まりです。
一方、重油の成分に水素（単体の水素）は含まれていません。
重油というのは、主に、様々な種類の炭化水素（＝炭素（C）と水素（H）からなる化合物）が混ざったものです。様々な化合物が混ざっているため、ひとつの分子式で書き表すことはできませんが、その様々な分子の中に水素原子が多数含まれているというわけです。

もう少し簡単な例として、重油ではなく、メタンで考えてみましょう。
メタンの分子は、CH4、つまり、炭素原子（C）1個と、水素原子（H）4個からなります。
この時の水素は、あくまでも水素原子（H）4個が、炭素原子に結合しているであって、水素分子(H2)が2個が含まれているのではありません。
メタンはあくまでも1種類の化合物であり、水素ガス（単体の水素）が成分として含まれているのではないことは理解していますよね。

＞これって計算の落とし穴ですよね。
そうでもありませんよ。
どちらで計算しても、結果として水素原子の数や酸素原子の数は同じです。
よって、必要な空気（酸素）の量や空燃比を求めるような計算なら、どちらで計算しても、答えは一緒になります。
問題をよく読み、何を答えれば良いかをきちんと理解していれば、例え途中の計算方法（H2で計算するか、Hで計算するか）を間違ったとしても、最終的に正しい答えにたどり着くことは可能です。

お礼

なるほど。水素ガス（単体の水素）を考える時はH2で、化合物の中に含まれる水素原子を考える時はHで計算するということ。だったのですね。
説明ありがとうございました。
またよろしくお願いします。