C + O2 er lig med C + O, hvordan er det muligt

Når man tænker på kemiske reaktioner, er det meget vigtigt at vide, hvilke kemikalier der kan reagere med hinanden. Jun-Goo Kwak påpegede allerede iltens natur.

En hurtig påmindelse: Grundtilstanden for elementært ilt er den tredobbelte biradiske $ \ ce {o2} $, som er en gas. Dette er hvad vi har på jordens overflade. Kulstof kommer imidlertid i mange forskellige former i naturen. Den mest populære og ofte er grafit . Andre former inkluderer diamant, fullerener og grafen. På et tidspunkt i dit liv kommer du næsten helt sikkert i kontakt med grafit: kul. Da den gentagende princip er kulstof i sig selv, vil dets formel blive skrevet som $ \ ce {C} $.

Hvad angår den binære kombination af ilt og kulstof, er der også mange forskellige ændringer. De vigtigste af dem er carbonmonooxid ($ \ ce {CO} $) og carbondioxid ($ \ ce {CO2} $). Som onkel Al sagde, er der også kendte suboxider, som normalt er biprodukter af ufuldstændig forbrænding (hvis de ikke er målrettet eksplicit).

Når det er sagt, hvis du forbrænder kul, vil følgende hovedreaktion ske ( 1 ):

$$ \ ce {C + O2 – > CO2} $$

Under de rette forhold (overskydende kulstof) kan der dog også dannes carbonmonoxid (summen af reaktion, 2 ):

$$ \ ce {2C + O2 – > 2CO} $$

Selve reaktionen omvejes via Boudouard-reaktion , hvilket er meget vigtigt i masovn -processer . Først dannes carbondioxide via 2 og konverterer derefter overskydende kulstof til carbonmonoxid via 3 : $$ \ ce {C + CO2 < = > 2CO} $$

Lad os først se på iltens allotrope og se nærmere på dioxygen.

• Atomilt ilt ($ \ ce {O1} $, en fri radikal)
• Singlet oxygen ($ \ ce {O2} $), en af to metastabile tilstande af molekylært ilt
• Tetraoxygen ($ \ ce {O4} $), en anden metastabil form

Fra NASA, http://www.nasa.gov/topics/technology/features/atomic_oxygen.html , hvad angår atomært ilt:

Atomisk ilt findes ikke naturligt meget længe på overfladen af Jorden, da den er meget reaktiv. Men i rummet, hvor der er masser af ultraviolet stråling, brydes $ \ ce {O2} $ -molekyler lettere for at skabe atomært ilt. Atmosfæren i et lavt kredsløb om jorden består af cirka 96% atomilt ilt. I de tidlige dage af NASAs rumskyttelmissioner forårsagede tilstedeværelsen af atom ilt problemer.

Dioxygen eller triplet oxygen er den mest kendte allotrop af ilt. Den har molekylformlen $ \ ce {O2} $. Oxygen har 8 elektroner med 2 i 1erne, 2 i 2erne, 4 i 3p-orbitalerne. Alternativt er der 6 valenselektroner. Hvis der er en anden iltmolekyler, ilt parres sammen, danner en dobbeltbinding med bindingsrækkefølge på to. Kort sagt er den potentielle energi af dioxygen langt mindre end atomær ilt.

Et interessant aspekt af ilt er, at det udviser paramagnetisme i modsætning til $ \ ce {N2} $, og det kan eksistere i to forskellige elektroniske tilstande kaldet singlet oxygen. Billedet af det molekylære orbitale (MO) diagram af ilt gør dette mere klart:

MO-diagrammerne ovenfor er til singlet oxygen $ a ^ 1 \ Delta g $ ophidset tilstand, singlet ilt $ b ^ 1 \ Sigma \ text {g +} $ ophidset tilstand og henholdsvis triplet jordtilstanden $ X ^ 3 \ Sigma \ text {g -} $.

Hvad du muligvis bemærker, er en spin-flip i $ b ^ 1 \ Sigma \ text {g +} $ ophidset tilstand.

Denne definition hentet fra Purdue University opsummerer Hunds regel om maksimal enkelhed pænt: hver orbital i en subshell er enkeltvis optaget af en elektron, før en orbital er dobbelt optaget, og alle elektroner i enkelt okkuperede orbitaler har det samme spin.

De to første diagrammer er i strid med 1.) spin-selection-reglen: spin-flips er forbudt og 2.) Laporte-selection-regel: overgange mellem orbitaler af samme paritet er forbudt, hvor paritet betyder symmetri med hensyn til inversion. Der er en tysk notation, gerade – der henviser til symmetrisk med hensyn til inversion og ungerade – antisymmetrisk med hensyn til inversion.

Der er mange måder at producere ozon på . https://en.wikipedia.org/wiki/Ozone#Production Ozon er et triatomisk molekyle med 3 oxygener. Det er meget mindre stabilt end dioxygen og bryder ofte ned i dioxygen.

Hvad du måske er blevet forvekslet med, er Daltons “forkerte” regel med den største enkelhed. ” Dalton forsøgte at løse problemet med det korrekte forhold og antal atomer i forhold til den kemiske formel.

Han antog, at:

$$ \ ce {H + O – > H2O} $$

Vi ved dog, at:

$$ \ ce {H2 + O2 – > 2H2O} $$

Det var først indtil Avogadro og Gay-Lussac, der erklærede loven om flere proportioner og postulerede eksistensen af diatomiske molekyler, at vi nu kan løse Daltons forkerte hypotese.

Når to grundstoffer danner en række forbindelser, er masserne af det ene element, der kombineres med en fast masse af det andet element, i forholdet mellem små heltal til hinanden.

Kommentarer

• H + O = H2O, O har valens på 2 og H har valensen på 1. Hvis de reagerer med hinanden, ved kryds og tværs valensregel, vi får H2O, men da den ikke er afbalanceret, får vi 2H + O = H2O
• @AbhishekMhatre Der ser ud til at være en grundlæggende misforståelse, du har med kemiske reaktioner. Prøv at læse alt det, jeg skrev ovenfor. Du laver nøjagtig den samme fejl, som Dalton gjorde med sin regel af største enkelhed. Selvfølgelig balancerede jeg ikke ‘ eksemplet ovenfor, men Dalton ville afbalancere det som du gjorde.
• Denne tekst er ret oplysende, men desværre gør den det ikke besvare spørgsmålet.
• @Martin Tak for al din feedback. Det hjælper virkelig med at fange fejl, som jeg selv og andre overser, og hjælper med at forbedre svaret generelt.
• Et godt svar +1. Men jeg tror, at han lige er begyndt at tage kemi som et emne. Så jeg tror ikke ‘ han forstod halvdelen af din tekst, og måske antager jeg, at han er i det stadium, hvor han lige er begyndt at vide om valenser og reaktioner og lignende.

De almindelige produkter af forbrænding af kulstofholdige materialer “er kulilte og kuldioxid. Produkterne bestemmer ligningen. Ligningen dikterer ikke produkterne.

Carbon suboxid $ \ ce {C2O3} $ er kendt. Benzenhexacarboxylsyre trianhydrid er et carbonoxid. Forbrænding udsender generelt enkle molekyler i dybe termodynamiske huller.