1. Reglas de combustión de la materia orgánica
La fórmula general para la combustión completa de la materia orgánica:
Hidrocarburos: CxHy + (x+y/4)O2. →xCO2+(y/ 2)H2O
Derivados de los hidrocarburos: CxHyOz+(x+y/4-z/2)O2→xCO2 + (y/2)H2O
Según la fórmula general de la combustión, no. Es difícil descubrir las reglas:
Regla 1 Cuando la cantidad de materia orgánica se quema por completo, la cantidad de oxígeno consumido está determinada por x+y/4 o x+ y/4-z/2. Cuanto mayor es el valor, más oxígeno se consume;
Cuando la materia orgánica de segunda clase se quema por completo, la cantidad de oxígeno consumida está determinada por y/x o la fracción de masa de hidrógeno. Cuanto mayor es el valor, mayor es el consumo de oxígeno, mayor es el consumo de oxígeno.
1) La mayor parte de la materia orgánica se puede quemar. Una vez que la materia orgánica se ha quemado por completo, los productos correspondientes de cada elemento son: C→CO2,
H→H2O, Cl→HCl. Por tanto, podemos juzgar la composición de la materia orgánica a partir del análisis de los productos de combustión de la materia orgánica.
Explicación:
Tras la combustión completa de una materia orgánica:
Si los productos son sólo CO2 y H2O, sus elementos constitutivos pueden ser C, H o C , H, O.
Para determinar si la materia orgánica contiene oxígeno, primero encuentre la masa de carbono en CO2 y la masa de hidrógeno en H2O, y luego compare la suma de las masas de carbono e hidrógeno con la masa original de materia orgánica. materia, si los dos son iguales, la materia orgánica original no contiene oxígeno, de lo contrario, la materia orgánica original contiene oxígeno.
La relación entre el CO2 y el H2O generado es:
(1) El CO2 y el H2O generados tienen una relación en volumen de 1:1: si es un hidrocarburo, es un cicloalcano o Alquenos, si son derivados de hidrocarburos, son aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres, glucosa, fructosa, etc.
(2) La proporción en volumen de CO2 y H2O generado es de 1:2: metano, metanol, urea y otras sustancias que contienen un átomo de carbono
y cuatro átomos de hidrógeno.
(3) La relación en volumen de CO2 y H2O generado es 2:1: sustancias con el mismo número de átomos de carbono e hidrógeno en la molécula, como acetileno, benceno, estireno, fenol, etc.
(4) Después de mezclar el hidrocarburo gaseoso CxHy con O2 y quemarlo, vuelve a su estado original (la temperatura es superior a 100 °C, el cambio en el volumen total del gas antes y después). la reacción es:
(5) Cuando las cantidades de diferentes materia orgánica son iguales, la materia orgánica se puede escribir en la forma: CxHy (H2O)n o CxOy (H2O)n. El consumo solo puede completarse con la primera parte CxHy o CxOy, y la última parte no consume oxígeno durante el proceso de combustión. Entonces
La composición es CxHy(H2O)n, y cada mol consume oxígeno (x+y/4) mol;
La sustancia compuesta por CxOy(H2O)n, cada mol consume oxígeno (x-y/2) mol;
Caso especial: Entre las sustancias cuya composición se ajusta a CxHy (H2O)n, el CHO2O es el que menos oxígeno consume;
Entre las sustancias cuya composición Cumple con CxOy (H2O)n, el glioxal consume la menor cantidad de oxígeno.
(2) Cálculo del consumo de oxígeno durante la combustión completa de la materia orgánica:
Supongamos que las fórmulas generales de los hidrocarburos y de los derivados de los hidrocarburos son: CxHy y CxHyOz respectivamente, luego según la La ecuación de reacción de combustión de derivados se puede utilizar para calcular el consumo de oxígeno durante la combustión completa de hidrocarburos o derivados de hidrocarburos:
Los hidrocarburos son: (x+y/4) y los derivados de hidrocarburos son: (x+y/); 4-z/2)
Explicación:
1. Para materia orgánica con la misma masa, cuanto mayor es el contenido de hidrógeno (fracción de masa), mayor es el consumo de oxígeno.
Esto se debe a que: cada 4 gramos de H consume 32 gramos de oxígeno, y consumir los mismos 32 gramos de oxígeno requiere 12 gramos de carbono.
2. Cuando se quema completamente materia orgánica con la misma cantidad de materia, cuanto mayor sea el valor de (x+y/4-z/2), mayor será el consumo de oxígeno.
Esto se debe a que: cada mol de carbono consume 1 mol de oxígeno, y consumir el mismo 1 mol de oxígeno requiere 2 moles de hidrógeno. Al mismo tiempo, en alguna materia orgánica existen átomos de oxígeno, por lo que al considerar el consumo de oxígeno también se debe tener en cuenta el oxígeno presente en la materia orgánica original.
3. Cuando los hidrocarburos o derivados de hidrocarburos se queman de forma incompleta, se debe considerar la existencia de carbono durante la combustión incompleta. Por ejemplo, existe en forma de CO y CO2 al mismo tiempo. En este momento, el problema se puede resolver basándose en las leyes de conservación elemental y conservación atómica del elemento oxígeno antes y después de la reacción, pero no se puede resolver ciegamente basándose en (x+y/4-z/2).
(3) La ley de combustión de dos sustancias orgánicas cuya suma de masas permanece sin cambios:
No importa la proporción de masas, las dos sustancias orgánicas A y B están mezcladas, siempre que la la masa total permanece cierta, entonces la relación entre el consumo de oxígeno y la cantidad de CO2 y H2O generados durante la combustión completa
Explicación:
1. luego dividir en dos Una situación: cuando las masas moleculares relativas de A y B son iguales, deben ser isómeros la otra situación es: cuando las masas moleculares relativas de A y B son diferentes, la fracción de masa del elemento de carbono en; los dos deben ser iguales, como por ejemplo: HCHO y CH3COOH; C16H34 y C16H18O, etc.
2 Si la cantidad de H2O generada permanece sin cambios, existen dos situaciones: cuando las masas moleculares relativas de A y B son iguales, deben ser Isómeros; el segundo caso es: cuando las masas moleculares relativas de A y B son diferentes, las fracciones másicas de los elementos de hidrógeno en los dos deben ser iguales, como por ejemplo: C2H2 y C6H6, C8H8; y C6H8O3, etc.
3. Si las cantidades de CO2 y H2O generadas se mantienen sin cambios, se dan dos situaciones: cuando las masas moleculares relativas de A y B son iguales, deben ser isómeros; La situación es: A, cuando las masas moleculares relativas de B son diferentes, las fracciones másicas de los elementos carbono e hidrógeno en los dos deben ser iguales, es decir, tienen la misma fórmula más simple, como por ejemplo: CHO2O y C2H4O2, C3H6O3, C6H12O6. , etc.
(4) La ley de la combustión completa de dos sustancias orgánicas cuya suma de sustancias permanece constante:
No importa qué proporción de dos sustancias orgánicas A y B se mezclen, mientras la cantidad total de sustancias se mantenga constante, la combustión será completa. La relación entre el consumo de oxígeno y la cantidad de CO2 y H2O producida durante la combustión
Explicación:
1. Si A y B son isómeros entre sí, la masa molecular relativa es la misma, no importa cómo se mezcle la mezcla en este momento, la cantidad de oxígeno consumido y el CO2 y el H2O generados después de la combustión completa permanecerán sin cambios. esto ya;
2. Si la cantidad de sustancias CO2 generadas permanece sin cambios: cuando las masas moleculares relativas de A y B son diferentes, el número de átomos de carbono en los dos debe ser igual, como por ejemplo: C2H4 y C2H4O, C2H4O2, etc.
3. Si el H2O generado La cantidad de sustancias permanece sin cambios: cuando las masas moleculares relativas de A y B son diferentes, el número de átomos de hidrógeno en los dos debe ser iguales, como por ejemplo: CH4, CH4O, C2H4O, C2H4O2, etc.
4. Si las cantidades generadas de CO2 y H2O permanecen sin cambios: cuando las masas moleculares relativas de A y B son diferentes, el número de átomos de carbono e hidrógeno en ambos son iguales, tales como: CH4, CH4O; C2H4, C2H4O, C2H4O2, etc.
5. Si la cantidad de oxígeno consumido y CO2 generado se mantiene sin cambios: cuando la relación molecular relativa las masas de A y B son diferentes, el número de átomos de carbono contenidos en ellas debe ser igual y debe haber n diferencias de H2O en las moléculas, como por ejemplo: C2H4 y C2H6O.
6. Si la cantidad de oxígeno consumida y de H2O generada permanece inalterada: cuando las masas moleculares relativas de A y B son diferentes, el número de átomos de hidrógeno contenidos en ellas debe ser igual, y debe existir una diferencia de n CO2 en las moléculas, tales como: CH4 y C2H4O2.
7. Si la cantidad de sustancias que consumen oxígeno durante la reacción permanece sin cambios: cuando las masas moleculares relativas de A y B son diferentes, si contienen el mismo número de átomos de carbono, debe haber n diferencias. en las moléculas de H2O, tales como: C2H4 y C2H6O. Cuando el número de átomos de hidrógeno en los dos es igual, debe haber n diferencias de CO2 en las moléculas, como CH4 y C2H4O2.