Какой объем кислорода необходимо для сжигания смеси объемом 10 л., состоящей из 50% этана и 50% этина?
Ответы
кислород будет реагировать с горючими газами и превращаться в двуокись углерода, воду и тепло.
Уравнение реакции сгорания этана (C2H6) и этина (C2H2) с кислородом (O2)
C2H6 + 7/2 O2 → 2 CO2 + 3 H2O + тепло
C2H2 + 5/2 O2 → 2 CO2 + H2O + тепло
Согласно уравнению, для сжигания 1 моль этана требуется 7/2 моль кислорода, а для сжигания 1 моль этина требуется 5/2 моль кислорода.
Для сжигания смеси объемом 10 л, состоящей из 50% этана и 50% этина, необходимо определить количество вещества (в молях) каждого газа в смеси, а затем рассчитать количество кислорода, требуемое для их сжигания. Предположим что давление и температура смеси не изменились, поэтому ее объем можно рассчитать по уравнению состояния идеального газа:
V = nRT/P,
V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, P - давление газа.
Предположим, что температура и давление равны стандартным условиям (0 градусов Цельсия и 1 атмосфере).
V = nRT/P = (1 моль * 0,082 латм/мольК * 273 К) / 1 атм = 22,4 л.
объем 10 л газовой смеси составляет 10/22,4 = 0,446 моль.
Поскольку смесь содержит 50% этана и 50% этина, то количество молей каждого газа в смеси равно:
n(C2H6) = 0,446 моль * 0,5 = 0,223 моль
n(C2H2) = 0,446 моль * 0,5 = 0,223 моль
Теперь можем рассчитать количество кислорода, необходимое для сжигания каждого газа:
n(O2) для сжигания C2H6 = 7/2 * n(C2H6) = 7/2 * 0,223 м