プロパンガスの完全燃焼に必要な理論上の酸素量の求め方

乙四（乙種四類危険物取扱者）に関する問題で、「プロパン (C3H8) 22 g を完全燃焼させるのに必要な理論上の酸素量」を求める方法について解説します。この問題を解くためには、化学反応式と質量比を利用した計算が必要です。

1. 完全燃焼の化学反応式を理解する

プロパン (C3H8) の完全燃焼反応は次のように表されます。

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

この反応式では、1モルのプロパン (C3H8) が完全に燃焼するために、5モルの酸素 (O2) が必要であることが分かります。

次に、プロパンのモル質量を計算します。プロパンの分子式はC3H8で、炭素 (C) の原子量は12、水素 (H) の原子量は1です。

プロパンのモル質量は、3×12 + 8×1 = 44 g/mol です。

22gのプロパンを燃焼させるために必要な酸素量を求めます。まず、プロパンのモル数を計算します。

22 g ÷ 44 g/mol = 0.5 mol (プロパン)

完全燃焼の化学反応式に基づき、1モルのプロパンに対して5モルの酸素が必要なので、0.5モルのプロパンに対して必要な酸素量は。

0.5 mol × 5 mol = 2.5 mol (酸素)

酸素 (O2) のモル質量は、16×2 = 32 g/mol です。したがって、2.5モルの酸素の質量は。

2.5 mol × 32 g/mol = 80 g

したがって、22gのプロパンを完全燃焼させるためには、80gの酸素が必要です。選択肢の中で最も近いのは「80」gです。