Veterinaria 2013
Qual è il volume minimo di ossigeno necessario per la combustione completa di 400 ml di propano? Si assuma che entrambi i gas siano ideali e che abbiano la stessa pressione e temperatura.
Dobbiamo scrivere la reazione di combustione del propano C3H8 e bilanciarla. Tutti gli idrocarburi reagiscono con l'ossigeno in reazioni di combustione e danno come risultato sempre anidride carbonica CO2 e acqua H2O. Il bilanciamento inizia dal carbonio e prosegue con l'idrogeno e infine con l'ossigeno.
C3H8 + ___ O2 → ___CO2 + ___ H2O
Bilanciamo il carbonio: abbiamo 3 atomi a sinistra tra i reagenti e dobbiamo averne altrettanti a destra tra i prodotti, mettiamo il coefficiente 3 per CO2
C3H8 + ___ O2 → 3 CO2 + ___ H2O
Bilanciamo l'idrogeno : abbiamo 8 atomi a sinistra tra i reagenti e dobbiamo averne altrettanti a destra tra i prodotti, mettiamo il coefficiente 4 per H2O
C3H8 + ___ O2 → 3 CO2 + 4 H2O
Bilanciamo infine l'ossigeno : abbiamo 10 atomi a destra tra i prodotti (6 in 3CO2 e 4 in 4H2O) e dobbiamo averne altrettanti a sinistra tra i reagenti, mettiamo così il coefficiente 5 per O2. La reazione è ora completamente bilanciata:
C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O
Il quiz fornisce la quantità di propano non in moli ma in volume di gas. Il quiz ci autorizza a considerare tutti i gas in gioco alle stesse condizioni di pressione e temperatura; Possiamo perciò fare riferimento alla legge di Avogadro per la quale c'è proporzionalità tra moli e volumi di gas a prescindere dal tipo di gas (*).
Il quiz ci fornisce il volume di 400 mL di propano C3H8 e richiede il volume di O2 .
Utilizziamo i coefficienti stechiometrici 1 : 5 e deduciamo che il volume di ossigeno è cinque volte quello del propano.
VC3H8 : VO2 = 1 : 5
VO2 = VC3H8 · 5 = 200 · 5 = 2000 mL
Nota: (*) Per studiare il principio di Avogadro vai a questo link.