Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA CHM6 - STYCZEŃ 2023



PYTANIE NR 7.
Spalaniu poddano 1000 kg siarki o zawartości 90% S. Ile m3 tlenu należy doprowadzić, aby otrzymać tlenek siarki(IV), jeśli współczynnik nadmiaru wynosi α= 1,5?
Ms = 32 g/mol, MO = 16 g/mol
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Spalono 1000 kg surowca, ale siarki jest 90%, więc m(S)=900 kg. Reakcja: S + O2 → SO2, zatem n(O2)=n(S)=900000/32=28,125 kmol. Objętość teoretyczna O2 w w.n. wynosi 28,125·22,4=630 m3, a przy nadmiarze α=1,5: 630·1,5=945 m3.

Pełne wyjaśnienie:

Najpierw wyznacza się rzeczywistą masę siarki w ładunku, bo podano czystość surowca.

  • m(ładunku)=1000 kg
  • zawartość S = 90%
  • m(S)=1000·0,90=900 kg

Następnie zapisuje się stechiometrię spalania do tlenku siarki(IV):

S + O2 → SO2

Z równania wynika stosunek molowy 1:1, czyli liczba moli (kmoli) tlenu potrzebna teoretycznie jest taka sama jak liczba moli (kmoli) siarki.

Krok 1: przeliczenie masy na ilość substancji

  • M(S)=32 g/mol
  • m(S)=900 kg=900 000 g
  • n(S)=900 000/32=28 125 mol = 28,125 kmol

Krok 2: zapotrzebowanie teoretyczne na tlen

  • n(O2)teor = n(S) = 28,125 kmol

Krok 3: przeliczenie kmoli na objętość gazu

Dla typowych zadań stechiometrycznych przyjmuje się objętość molową w warunkach normalnych: 1 kmol gazu ≈ 22,4 m3. Zatem:

  • V(O2)teor = 28,125·22,4 = 630 m3

Krok 4: uwzględnienie nadmiaru tlenu

Współczynnik nadmiaru α=1,5 oznacza, że doprowadza się 1,5 razy więcej tlenu niż wynika z obliczeń teoretycznych:

  • V(O2) = 630·1,5 = 945 m3

Dlaczego pozostałe wartości są błędne? Wynik 630 m3 odpowiada obliczeniom bez nadmiaru (α=1,0). Wartości 600 m3 i 570 m3 mogą wynikać z pomyłek rachunkowych lub błędnego przeliczenia masy siarki. W praktyce w zadaniach z nadmiarem najpierw liczy się ilość teoretyczną, a dopiero na końcu mnoży przez α.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Jak zapisać równanie spalania siarki do tlenku siarki(IV)?
Spalanie siarki do tlenku siarki(IV) opisuje równanie: S + O2 → SO2. Kluczowe jest to, że 1 mol siarki zużywa 1 mol tlenu, więc w obliczeniach stechiometrycznych przyjmuje się stosunek molowy 1:1.
Dlaczego w obliczeniach trzeba uwzględnić 90% zawartości siarki?
Bo spalaniu poddaje się mieszaninę, a nie czystą siarkę. Z 1000 kg surowca tylko 90% to S, czyli 900 kg. Gdy pominiesz ten krok, zawyżysz liczbę moli siarki i w konsekwencji przeszacujesz zapotrzebowanie na tlen.
Co oznacza współczynnik nadmiaru tlenu α=1,5?
α=1,5 oznacza doprowadzenie 1,5 razy większej ilości tlenu niż wynika ze stechiometrii reakcji. Najpierw liczysz zapotrzebowanie teoretyczne (dla pełnego przereagowania), a dopiero potem mnożysz wynik przez 1,5.
Jak przeliczyć masę siarki na liczbę moli lub kmoli?
Stosujesz zależność n = m/M. Masę trzeba mieć w tych samych jednostkach co masa molowa. Najwygodniej: kg → g, a potem dzielisz przez 32 g/mol. Wynik w molach możesz zamienić na kmole, dzieląc przez 1000.
Kiedy używa się wartości 22,4 m3 na 1 kmol gazu?
Wartość 22,4 m3/kmol dotyczy objętości gazu w warunkach normalnych w typowych zadaniach stechiometrycznych. W praktyce egzaminacyjnej to stałe uproszczenie do szybkich obliczeń objętości z liczby kmoli.
Dlaczego wynik 630 m3 tlenu bywa wybierany jako pułapka?
630 m3 to objętość teoretyczna tlenu, czyli dla α=1,0. Jeśli w treści jest podany nadmiar (np. α=1,5), trzeba wykonać jeszcze jeden krok i przemnożyć objętość teoretyczną przez α.
Jakie są najczęstsze błędy w zadaniach o spalaniu i nadmiarze tlenu?
Najczęściej: (1) liczenie dla 1000 kg czystej siarki zamiast 90%, (2) pomylenie produktu SO2 z SO3, (3) błąd jednostek mol/kmol, (4) dodanie "+50%" zamiast mnożenia przez 1,5, (5) błędne użycie 22,4 bez kontroli warunków.
Czy do obliczeń trzeba używać masy molowej tlenu podanej jako MO=16 g/mol?
W tym zadaniu nie musisz liczyć masy O2, tylko jego objętość z liczby kmoli. Masa molowa tlenu (16 g/mol) może służyć do wyznaczenia M(O2)=32 g/mol, ale przy podejściu objętościowym (22,4 m3/kmol) nie jest to krok konieczny.
Jak sprawdzić, czy w zadaniu jest stosunek molowy 1:1?
Sprawdzasz współczynniki w równaniu reakcji. Dla S + O2 → SO2 współczynniki przy S i O2 wynoszą 1, więc na 1 mol siarki przypada 1 mol tlenu. Jeśli współczynniki są inne, proporcja w obliczeniach też się zmienia.
Jak przygotować się do zadań stechiometrycznych na egzaminie technika technologii chemicznej?
Ćwicz schemat: skład surowca → równanie reakcji → m→n → n→V/m → nadmiar α. Zadbaj o jednostki (g, kg, mol, kmol, m3) i zapisuj pośrednie wyniki. Rozwiązuj zadania z "nadmiarem" i "niedomiarem", bo to częsta pułapka.
info

Około 30% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. bardzo trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Spalono 1000 kg surowca, ale siarki jest 90%, więc m(S)=900 kg. Reakcja: S + O2 → SO2, zatem n(O2)=n(S)=900000/32=28,125 kmol."

Źródła:

  • IUPAC Gold Book: "molar volume (of an ideal gas)" (definicja i zależność objętości od ilości substancji) – https://goldbook.iupac.org/ (hasło: molar volume) – dostęp 2026-02-27
  • NIST Chemistry WebBook: podstawowe dane termodynamiczne/odniesienia dla gazów doskonałych (STP i objętość molowa) – https://webbook.nist.gov/chemistry/ – dostęp 2026-02-27

Materiały:

  • Podręcznik do stechiometrii i obliczeń chemicznych (działy: bilans molowy, objętość gazów)
  • Zadania rachunkowe z technologii chemicznej: spalanie i procesy gazowe
  • Tablice chemiczne (molarne masy pierwiastków, objętość molowa w warunkach odniesienia)
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego