Яке кількість повітря ( ᵠ( О2) = 21%) буде використано для повного спалювання 40 л суміші, у якій об’ємний вміст метану

Содержание вопроса: Розрахунок об"єму повітря для повного спалювання суміші газів

Пояснення: Для розрахунку кількості повітря, яке буде використано для повного спалювання суміші газів, необхідно врахувати відносні об"ємні вмісти кожного компонента газу і врахувати, що повітря складається переважно з кисню (O2).

Спочатку визначимо об"єм метану (CH4) і пропану (C3H8) у суміші, використовуючи відсоткове співвідношення. Згідно з умовою задачі, об"ємний вміст метану становить 10%, тому об"єм метану дорівнює 40 л * 10% = 4 л.

Об"єм пропану можна визначити віднімаючи об"єм метану від загального об"єму суміші: 40 л - 4 л = 36 л.

Далі розрахуємо кількість кисню, яку необхідно для повного спалювання газової суміші. Для цього знайдемо кількість кисню, яка відповідає повному спалюванню метану і пропану згідно схеми спалювання.

Молекула метану (CH4) має один атом вуглецю і чотири атоми водню. Для повного спалювання метану потрібно 1 молекула метану і 2 молекули кисню (O2), щоб утворитися CO2 і 2 молекули води (H2O).

Молекула пропану (C3H8) має три атоми вуглецю і вісім атомів водню. Для повного спалювання пропану потрібно 1 молекула пропану і 5 молекул кисню (O2), щоб утворитися 3 CO2 і 4 молекули води (H2O).

Отже, для повного спалювання 4 л метану і 36 л пропану потрібно:

Метан:
4 л CH4 - 4 молекули CH4 = 4 молекули CH4
4 молекули CH4 * 2 молекули O2 = 8 молекул O2

Пропан:
36 л C3H8 - 1 молекулa C3H8 (1/4) л C3H8/молекулa C3H8 = 9 молекул C3H8
9 молекул C3H8 * 5 молекул O2 = 45 молекул O2

Отже, загальна кількість кисню, яка потрібна для повного спалювання суміші, складатиме:
8 молекул O2 + 45 молекул O2 = 53 молекули O2

Розрахуємо об"єм кисню (O2), використовуючи закон Авогадро:
Об"єм O2 = кількість молей O2 * молярний об"єм O2

Молярний об"єм газових речовин становить приблизно 22,4 л/моль при нормальних умовах,

Отже, об"єм кисню буде:
Об"єм O2 = 53 молекули O2 * 22,4 л/моль = 1187,2 л

Таким чином, для повного спалювання 40 л суміші газів, в якій об"ємний вміст метану становить 10%, буде використано приблизно 1187,2 л повітря з присутністю 21% кисню.

Приклад використання:
Використайте розраховані даний об"єм повітря з присутністю кисню, щоб визначити кількість інших газів, які будуть використовуватися при повному спалюванні 40 л суміші.

Практична порада:
Для кращого розуміння і розрахунків відсоткового вмісту газів у суміші корисно використовувати формули розрахунку стехіометрії хімічних реакцій. Також рекомендується добре ознайомитися зі схемами і реакціями спалювання різних газів.

Вправа:
Яка кількість повітря буде використана для повного спалювання 20 л суміші з об"ємним вмістом метану 15% і метанолу 25%?