Який об’єм кисню необхідний для спалювання суміші газів об’ємом 6л,
яка на 80% складається з етану, а на 20% з бутану?
Ответы
Ответ:
Загальне рівняння спалювання вуглеводнів має вигляд:
CₙHₘ + (n + m/4)O₂ → nCO₂ + m/2 H₂O
де n і m - цілі числа, які відповідають кількості атомів вуглецю та водню у молекулі вуглеводня. За умови, що суміш газів складається на 80% з етану (C₂H₆) і на 20% з бутану (C₄H₁₀), маємо:
Об'єм етану = 6 л × 80% = 4.8 л
Об'єм бутану = 6 л × 20% = 1.2 л
Тепер можна розрахувати кількість молекул кожного газу, використовуючи формулу:
n = PV/RT
де P - тиск газу, V - його об'єм, R - універсальна газова стала, T - температура газу у Кельвінах. Припустимо, що гази знаходяться під нормальними умовами (тиск 1 атм, температура 273 К). Тоді кількість молекул кожного газу буде:
n(C₂H₆) = (1 атм) × (4.8 л) / (0.0821 л·атм/моль·К × 273 K) = 0.219 моль
n(C₄H₁₀) = (1 атм) × (1.2 л) / (0.0821 л·атм/моль·К × 273 K) = 0.055 моль
Для повного спалювання кожного моля вуглеводня потрібно 3 молі кисню. Тому загальна кількість кисню, необхідного для повного спалювання даної суміші, дорівнює:
n(O₂) = 3 × (n(C₂H₆) + n(C₄H₁₀)) = 3 × (0.219 моль + 0.055 моль) = 0.822 моль