Question

3. Який об'єм кисню повітря витратиться на спалювання сумiшi пропану та бутану об'ємом 120 л, якщо об'ємна частка пропану в сумiшi становить 60 %?​

Answer 1

Для розв'язання цієї задачі потрібно врахувати, що при спалюванні пропану та бутану утворюється вода і вуглекислий газ. Тому ми не можемо точно визначити, який об'єм кисню необхідний для спалювання цієї суміші газів.

Однак, для приблизного розрахунку можна використовувати стехіометричні співвідношення між реагентами та продуктами реакції спалювання пропану та бутану.

При спалюванні пропану (С3Н8) утворюється 3 молекули води (Н2О) та 1 молекула вуглекислого газу (СО2).

С3Н8 + 5 О2 -> 3 СО2 + 4 Н2О

При спалюванні бутану (С4Н10) утворюється 4 молекули води та 1 молекула вуглекислого газу.

С4Н10 + 6,5 О2 -> 4 СО2 + 5 Н2О

За умов задачі, об'ємна частка пропану в суміші становить 60%, тобто об'єм бутану у суміші становить 40%:

Об'єм пропану = 120 л × 0,6 = 72 л

Об'єм бутану = 120 л × 0,4 = 48 л

Тепер ми можемо розрахувати, який об'єм кисню потрібний для спалювання кожної з цих складових:

Для пропану:

Кількість молей пропану = об'єм пропану / молярний об'єм пропану = 72 / 22,4 = 3,214 моль

Кількість молей кисню = 5 × кількість молей пропану = 5 × 3,214 = 16,07 моль

Об'єм кисню = кількість молей кисню × молярний об'єм кисню = 16,07 × 22,4 = 360 л

Для бутану:

Кількість молей бутану = об'єм бутану / молярний об'єм бутану = 48 / 22,4

Answer 2

Для вирішення цього завдання, спочатку визначимо об'єм пропану та бутану в суміші.

Об'єм пропану = об'єм суміші * об'ємна частка пропану = 120 л * 0.6 = 72 л

Об'єм бутану = об'єм суміші - об'єм пропану = 120 л - 72 л = 48 л

Тепер розглянемо спалювання пропану та бутану:

1 моль пропану спалюється з витратою 5 моль кисню. C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O

1 моль бутану спалюється з витратою 7 моль кисню. C4H10 + 7O2 -> 4CO2 + 5H2O

Використаємо ці коефіцієнти для обчислення кількості молей кисню, яка буде спожита:

Моль пропану = об'єм пропану / молярний об'єм пропану = 72 л / 22.4 л/моль ≈ 3.21 моль

Моль бутану = об'єм бутану / молярний об'єм бутану = 48 л / 22.4 л/моль ≈ 2.14 моль

Моль кисню = (5 моль кисню/моль пропану) * (моль пропану) + (7 моль кисню/моль бутану) * (моль бутану) = (5 * 3.21) + (7 * 2.14) ≈ 16.05 + 14.98 ≈ 31.03 моль

Нарешті, об'єм кисню = моль кисню * молярний об'єм кисню = 31.03 моль * 22.4 л/моль ≈ 694.71 л

Таким чином, для спалювання суміші пропану та бутану об'ємом 120 л, близько 694.71 л кисню буде спожито.