Визначте об'єм кисню, який витратиться на горіння 80л газу, який містить 60% метану і 40% етану.
Ответы
Ответ:
Щоб визначити об'єм кисню, який витратиться на горіння 80 л газу, який містить 60% метану і 40% етану, необхідно знати стехіометричне співвідношення між складовими газу та киснем, а також кількість кисню, який потрібний для повного згоряння 1 моль метану та етану.
Метан (CH4) та етан (C2H6) горять за рівняннями:
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
C2H6 + 3.5O2 -> 2CO2 + 3H2O
З цих рівнянь видно, що для повного згорання 1 моль метану потрібно 2 моля кисню, а для повного згоряння 1 моля етану потрібно 3.5 моля кисню.
Таким чином, спочатку необхідно визначити кількість метану та етану у 80 л газу, знаючи їхні об'єми та відсотковий склад:
об'єм метану = 80 л * 60% = 48 л
об'єм етану = 80 л * 40% = 32 л
Тепер можна визначити, скільки кисню потрібно для повного згорання цих кількостей метану та етану:
кількість кисню для метану = 2 моля / моль метану * (48 л / 22.4 л/моль) = 2.57 моль
кількість кисню для етану = 3.5 моль / моль етану * (32 л / 22.4 л/моль) = 4.96 моль
Отже, загальна кількість кисню, необхідна для повного згоряння 80 л газу, становить:
кількість кисню = 2.57 моль + 4.96 моль = 7.53 моль
Об'єм цього кисню можна визначити, використовуючи ідеальний газовий закон:
V = nRT/P
де V - об'єм газу, n - кількість молей газу, R - універсальна газова стала, T - температура газу, P - тиск газу.
Припустимо, що ми маємо стандартні умови (STP), тобто температура 0 °C (273.15 K) і тиск 1 атмосфера (101.325 кПа). Тоді об'єм 1 моль будь-якого газу дорівнює 22.4 л.
Для визначення кількості молей газу n, потрібно використати формулу:
n = V / Vm
де V - об'єм газу, Vm - молярний об'єм (22.4 л для газів за стандартних умов).
Таким чином, кількість молей газу у 80 л буде:
n = 80 л / 22.4 л/моль = 3.57 моль
Згідно з реакцією горіння метану (CH4) та етану (C2H6), потрібна кількість кисню для повного горіння буде така:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
C2H6 + 3.5O2 → 2CO2 + 3H2O
Тобто, для повного горіння 1 моля метану потрібно 2 молі кисню, а для етану - 3.5 молі кисню.
Оскільки 60% газу - метан, а 40% - етан, можемо обчислити кількість кисню, яка потрібна для повного горіння 80 л газу таким чином:
кількість кисню = (0.6 моль * 2) + (0.4 моль * 3.5) = 2.9 моль
Отже, для горіння 80 л газу, який містить 60% метану і 40% етану, потрібно 2.9 моль кисню.
Объяснение: