Teorija

Pilnīgi sadegot ogļūdeņražiem un skābekli saturošiem organiskiem savienojumiem, veidojas ogļskābā gāze \(\mathrm{CO_2}\) un ūdens \(\mathrm{H_2O}\). Ja vielas sastāvā ir ķīmiskais elements slāpeklis, viens no degšanas produktiem būs arī molekulārais slāpeklis \(\mathrm{N_2}\). Ja pilnīgi sadeg kāds hloru saturošs organiskais savienojums, viens no degšanas produktiem noteikti būs hlorūdeņradis \(\mathrm{HCl}\).

Veicot aprēķinu pēc organiska savienojuma degšanas reakcijas vienādojuma, jāatceras, ka divu vielu daudzumu attiecība atbilst koeficientu, kas atrodas pirms šo vielu formulām reakcijas vienādojumā, attiecībai.
Atkarībā no tā, kas ir dots, vielas daudzumu aprēķina pēc formulas
n=mM \(\mathrm{(1.)}\), n=NN0 \(\mathrm{(2.)}\)
 
Ja ir zināms kādas gāzveida vielas tilpums, kas ir mērīts normālos apstākļos (n.a.), vielas daudzumu var aprēķināt, izmantojot formulu
n=VV0 \(\mathrm{(3.)}\)
 
Kad, balstoties uz vielu daudzumu attiecību, kas atbilst koeficientu attiecībai, nosaka kādas citas vielas daudzumu, izmantojot pārveidotās pamatformulas, atkarībā no uzdevuma jautājuma, aprēķina masu, daļiņu (molekulu) skaitu vai arī gāzes tilpumu vielai, kas piedalās vai rodas degšanas procesa rezultātā. Lai, zinot vielas daudzumu, aprēķināt masu vai molekulu skaitu, izmanto \(\mathrm{4.}\) vai \(\mathrm{5.}\) formulu:
m=nM \(\mathrm{(4.)}\), N=nN0 \(\mathrm{(5.)}\)
 
Bet, ja ir nepieciešams aprēķināt gāzveida vielas tilpumu (n.a.), izmanto 6. formulu:
V=nV0 \(\mathrm{(6.)}\)
 
Ja viela, kuru dedzina, atrodas šķidrā agregātstāvoklī, un ir dots šīs vielas tilpums \(\mathrm{V}\) un blīvums \(\mathrm{ρ}\), vajadzētu sākumā aprēķināt, kāda ir šīs vielas masa:
m=Vρ \(\mathrm{(7.)}\)
 
Tikai pēc tam, izmantojot \(\mathrm{1.}\) formulu, nosaka šīs vielas daudzumu un veic citas nepieciešamas darbības.
 
Gadījumā, ja ir zināms kādas vienas vielas, kas piedalās degšanas procesā, tilpums un ir jāaprēķina kādas citas vielas, kas arī piedalās šajā procesā, tilpums, turklāt gāzu tilpumi ir mērīti vienādos apstākļos, aprēķinu veic, balstoties uz vienkāršo skaitļu likumu (Z.L. Gē-Lisāks, 1808.). Mūsdienu izpratnē reaģējošo gāzu tilpumi un reakcijā radušos gāzveida produktu tilpumi attiecas cits pret citu kā koeficienti, kas atrodas ķīmiskas reakcijas vienādojumā pirms doto vielu ķīmiskām formulām.
 
Tātad, piemēram, metāna degšanas reakcijas vienādojums ir:
CH4gāze+2O2gāzeCO2+2H2O
 
Reakcijas vienādojumā pirms metāna formulas ir koeficients \(\mathrm{1}\) (koeficientu “\(\mathrm{1}\)” neraksta), bet pirms skābekļa formulas – koeficients \(\mathrm{2}\). Tas nozīmē, ka šo gāzu tilpumi attiecas cits pret citu, kā \(\mathrm{1:2}\).
VCH4VO2=12,
 
Līdz ar to, ja ir dots patērētā skābekļa tilpums, var aprēķināt sadedzināta metāna tilpumu
VCH4=12VO2,
 
un otrādi:
VO2=21VCH4
 
Skābeklis aizņem apmēram 15 daļu no gaisa tilpuma
V15Vgaisa \(\mathrm{(8.)}\)
 
Tāpēc gaisa tilpumu, kas ir patērēts degšanas procesā var aprēķināt, reizinot patērētā skābekļa tilpumu ar \(\mathrm{5}\):
Vgaisa=5VO2 \(\mathrm{(9.)}\)
 
Precīzāk, skābekļa tilpumdaļa gaisā ir \(\mathrm{21}\) %
VO2=0,21Vgaisa
 
Tad iztērētā gaisa tilpumu var aprēķināt arī pēc formulas
Vgaisa=VO20,21 \(\mathrm{(10.)}\)
 
Kuru formulu (\(\mathrm{9.}\) vai \(\mathrm{10.}\)) izmanto, aprēķinot degšanas reakcijā iztērēto gaisa tilpumu, parasti tiešā vai netiešā veidā noradīts uzdevuma nosacījumā. Jā šāds noradījums nav atrodams, tad var veikt aprēķinu ar jebkuru precizitāti.
 
Materiālu izstrādāja M. Gorskis