Question

Обчислити об‘єм кисню, що потрібен для спалювання 50 л суміші, яка
містить 45 % ацетилену і 55 % етану

Answer 1

Для решения этой задачи нам нужно использовать химическое уравнение реакции сгорания ацетилена и этилена с кислородом:

C2H2 + 5/2 O2 → 2 CO2 + H2O

C2H4 + 3 O2 → 2 CO2 + 2 H2O

Коэффициенты перед молекулами указывают их количество, необходимое для полного сгорания одной молекулы соответствующего углеводорода.

Для начала, нам нужно определить количество ацетилена и этилена в смеси:

Объем ацетилена = 50 л * 0.45 = 22.5 л
Объем этилена = 50 л * 0.55 = 27.5 л

Затем мы можем использовать эти объемы, чтобы найти количество кислорода, необходимого для полного сгорания каждого из углеводородов:

Для ацетилена:
1 моль C2H2 + 5/2 моль O2 → 2 моль CO2 + 1 моль H2O

Объем молекул газов одинаков при одинаковых условиях температуры и давления, поэтому мы можем использовать объем ацетилена для определения количества молей:

V(C2H2) = n(C2H2) * Vm, где Vm - молярный объем газа при стандартных условиях (STP), равный 22,4 л/моль

n(C2H2) = V(C2H2) / Vm = 22.5 л / 22.4 л/моль = 1.004 моль

Так как одна моль C2H2 требует 5/2 моль O2 для полного сгорания, то нам потребуется:

n(O2) = 5/2 * n(C2H2) = 5/2 * 1.004 моль = 2.51 моль

Объем кислорода, необходимый для сгорания ацетилена:

V(O2) = n(O2) * Vm = 2.51 моль * 22.4 л/моль = 56.2 л

Для этилена:
1 моль C2H4 + 3 моль O2 → 2 моль CO2 + 2 моль H2O

Аналогично, мы можем использовать объем этилена, чтобы определить количество молей:

V(C2H4) = n(C2H4) * Vm = 27.5 л / 22.4 л/моль = 1.23 моль

Так как одна моль C2H4 требует 3 моль O2 для полного сгорания, то нам потребуется:

n(O2) = 3 * n(C2H4) = 3 * 1.