215
Gázok mól%-os és térfogat%-os összetétele azonos állapotban megegyezik.

Feltételezzük, hogy a kiindulási gázelegy azonos állapotban van a keletkezett gázeleggyel (mivel ez nincs megadva és csak ekkor igaz az előző mondat).

A kiindulási gázelegyre felírhatjuk, hogy 0,25 mol propánt és 0,75 mol butánt tartalmaz.

C3H8 + 5 O2 = 3 CO2 + 4 H2O

2 C4H10 + 13 O2 = 8 CO2 + 10 H2O

A vizet nem kell figyelembe venni, mert a keletkezett gázelegy összetétele vízmentesre van megadva (a 3 komponens összesen 100%).

A propánból 3-szor annyi mol CO2 keletkezik: 3*0,25=0,75 mol CO2

A butánból 4-szer annyi CO2 keletkezik: 4*0,75=3 mol CO2

Összesen 3,75 mol CO2 kelekezett.

A nitrogén anyagmennyisége nem változik: n mol



A szükséges oxigén mennyiség:

A propánhoz 5-ször annyi kell, 5*0,25= 1,25 mol O2

A butánhoz 6,5-ször annyi kell: 6,5*0,75= 4,875 mol O2

összesen: 1,25+4,875 =6,125 mol O2 reagált.

A felesleg x mol O2.

Az oxigén mennyisége a keletkezett gázelegyben:
maradék O2 mólszáma*100/össz mólszám=5,25%

össz mólszám: keletkezett CO2 mólszáma+feleslegben maradt O2 mólszáma+N2 mólszáma

x / (3,75 + x + n) = 0,0525

x=0,196875 + 0,0525*x + 0,0525*n
0,9475*x=0,196875+0,0525*n
x=0,2078+0,0554*n

A nitrogén mennyisége:

n / (3,75 + x + n) = 0,8425
n=3,159375 + 0,8425*x + 0,8425*n
0,1575*n=3,159375 + 0,8425*x
n=20,0595 + 5,3492*x (ezt beírom az előzőbe)

x=0,2078+0,0554*n
x=0,2078 + 0,0554*(20,0595 + 5,3492*x)
x=0,2078 + 1,1112963 + 0,29634568*x
0,70365432*x=1,3190963
x=1,8746 mol O2 a felesleg

A légfelesleg % a maradék oxigén aránya az összes oxigénhez képest: 1,8746 *100 / (1,8746 +6,125 ) = 187,46/7,9996=23,43% a légfelesleg.


218
a kiindulási gázelegy összetételét ki kell számolni a sűrűségből:

standard állapotban 1 mol gázelegy térfogata 24,5 dm3

Ha 1 dm3 gázelegy tömege 1,8776 g, akkor
24,5 dm3 (1 mol) gázelegy tömege x= 24,5*1,8776/1 = 46,0012 g (ez megegyezik a gázelegy átlagos móltömegével).

M(elegy)=x(propán)*M(propán) + y(bután)*M(bután)

Mivel kétkomponensű az elegy, ezért: y(bután)=1-x(propán) innentől csak x van:

M(elegy)=x(propán)*M(propán) + [ 1-x(propán)] *M(bután)=46,0012
M(elegy)=x(propán)*44 + [ 1-x(propán)] *58=46,0012
44*x + 58 - 58*x = 46,0012
-14*x= -11,9988
x=0,85706
85,706% propán és 100-85,706=14,294% bután a kiindulási gázelegy.

C3H8 + 5 O2 = 3 CO2 + 4 H2O

2 C4H10 + 13 O2 = 8 CO2 + 10 H2O

Keletkezett CO2 mennyisége: 3*0,85706 + 4*0,14294 = 3,14294 mol CO2

Reagált oxigén mennyiség:
propánnal 5-ször annyi: 5*0,85706= 4,2853 mol O2
butánnal 6,5-ször annyi: 6,5*0,14294=0,92911 mol O2

összesen: 4,2853 + 0,92911 = 5,21441 mol O2 reagált.

A maradék oxigén mennyisége: x mol

A nitrogén anyagmennyisége nem változik: n mol

Az oxigén mennyisége a keletkezett gázelegyben:
maradék O2 mólszáma*100/össz mólszám=4,38%

össz mólszám: keletkezett CO2 mólszáma+feleslegben maradt O2 mólszáma+N2 mólszáma

x / (3,14294 + x + n) = 0,0438

x=0,13766 + 0,0438 *x + 0,0438 *n
0,9562*x=0,13766 +0,0438 *n
x=0,144+0,0458*n

A nitrogén mennyisége:

n / (3,14294 + x + n) = 0,7808
n=2,454 + 0,7808*x + 0,7808*n
0,2192*n=2,454 + 0,7808*x
n=11,195 + 3,562*x (ezt beírom az előzőbe)

x=0,144+0,0458*n
x=0,144+0,0458*(11,195 + 3,562*x)
x=0,144 + 0,5127+ 0,1631*x
0,8369*x=0,6567
x=0,7847 mol O2 a felesleg (illetve maradék)

n=11,195 + 3,562*x=11,195 + 3,562*0,7847 = 13,99 mol N2

Hány V/V% oxigént tartalmazott a dúsított levegő?

(felesleg+reagált O2)*100/(felesleg+reagált O2+nitrogén)

(0,7847+5,21441)*100/ (0,7847+5,21441+13,99)= 5,99911*100/19,98911 = 30 tf%


Hány %-os levegőfelesleget alkalmaztunk?
A légfelesleg % a maradék oxigén aránya az összes oxigénhez képest: 0,7847*100 / (0,7847+5,21441) = 78,47/5,99911=13,08% a légfelesleg.