完全燃焼するのに要する空気

『プロパンガス１ｍ3が完全燃焼するのに要する空気の量は、水素１ｍ3が完全燃焼するのに要する空気の何倍か。ただし、空気の組成は、窒素80％ 酸素20％とする。』

中学生でも分かるような分かりやすい解答をお願いしますm(_ _)m

No.1 回答者： KURUMITO 回答日時： 2012/02/12 14:31

プロパンの化学式はC3H8ですね。

プロパンの燃焼の際の化学反応式は次のようになります。
C3H8 + 5O2 →　3CO2 + 4H2O
このためプロパン1 m3を完全燃焼させるとしたらプロパンの5倍の酸素で5 m3を必要とします。
空気１m3の中には酸素が20％含まれていますので0.2 m3の酸素があることになります。
5 m3の酸素が必要ですから、空気に換算すれば　5 / 0.2 = 25 m3の空気が必要ということになります。

一方、水素の燃焼の際の化学反応式は次のようになります。
H2 + 1/2O2 →　　H2O
このため1 m3の水素を完全燃焼させるとしたら水素の2分の1倍の酸素で0.5 m3の酸素を必要とします。
0.5 m2の酸素が必要ですから、空気に換算すれば　0.5 / 0.2 = 2.5 m3の空気を必要とします。

したがってプロパン1m3を完全燃焼させるのに必要な空気の量は水素１m3 を燃焼させるのに必要な空気の量の25/2.5= 10倍となりますね。

No.2 回答者： Saturn5 回答日時： 2012/02/13 15:12

化学のセンスを考えると、空気の組成は決まっているのです。

ですから、燃焼に必要な酸素の量の比と空気の量の比は同じになります。
ということで、反応式を書いて酸素の量を求めればいいだけです。

２Ｈ２　＋　Ｏ２　→　２Ｈ２Ｏ
Ｃ３Ｈ８　＋　５Ｏ２　→　３ＣＯ３　＋　４Ｈ２Ｏ

よって、プロパンの方が１０倍の酸素が必要であり、空気も１０倍になります。