問題
メタンとプロパンを混焼し完全燃焼させる燃焼炉で，空気比1.2 のとき，乾き燃焼排ガス中のCO2 濃度は10 % だった。このときのメタンとプロパンの体積比（メタン／プロパン）は，およそいくらか。
⑴1 ⑵3 ⑶5 ⑷8 ⑸10
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解答
（４）
解説
解説記事に記載の手順で解いていきます。
１．化学反応式を書く
メタンCH4とプロパンC3H8を燃焼させたときの化学反応式は以下の通りです。
メタンとプロパンの体積比を求めたいので、メタン：プロパン＝n[mol]：1[mol]とおきます（※mol比と体積比は同じです）。 そうすると、化学反応式のmol数は以下の通りとなります。
２．理論酸素量を計算
理論酸素量は2n+5[mol]となります。
３．理論空気量A0を計算
空気中の酸素は21%のため、理論空気量A0は(2n+5)÷0.21[mol]となります。
４．所要空気量Aを計算
空気比1.2のため、所要空気量Aは(2n+5)÷0.21×1.2=11.43n+28.57[mol]となります。
５．燃焼ガス量を計算
反応前後の気体を以下の表にまとめます。
| 反応前(mol) | 反応後(mol) | |
|---|---|---|
| CH4 | n | 0 |
| C3H8 | 1 | 0 |
| CO2 | 0 | n+3 |
| H2O | 0 | 2n+4 |
| O2(反応に関与） | 2n+5 | 0 |
| 空気(N2+O2) | 11.43n+28.57 | 11.43n+28.57-(2n+5) |
乾き燃焼排ガスはH2Oを除く反応後の全ガス量であるため、以下の通りとなります。
６．CO2濃度を計算
乾き燃焼排ガス中のCO2濃度は10%のため、以下の式が導けます。
これを解くとn=8となり、(4)が答えとなります。
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