Question

Який об'єм повітря (н.у.) витрачається на окиснення міді масою 19.2 кг?

Answer 1

Дано:

m(Cu) = 19,2 кг

Знайти:

V(повітря)-?

Розв'язок.

M(Cu) = 64 кг/кмоль

n(Cu) = m/M = 19.2 кг/64 г/моль = 0,3 кмоль

φ(О2)=21% або 0,21

2Cu + O2 = 2CuO

З РХР бачимо, що n(O2)=0,5n(Cu)

n(O2) = 0,5*0,3 кмоль = 0,15 кмоль

Vm = 22,4 м³/кмоль

V(O2) = n*Vm = 0,15 кмоль*22,4 м³/моль = 3,36 м³

V(повітря) = V(О2)/φ(О2)= 3,36 м³/0,21 = 16 м³

Відповідь: 16 м³

Answer 2

Для того щоб визначити об'єм повітря, який витрачається на окиснення міді (Cu), спершу необхідно знайти хімічну реакцію окиснення міді.

Мідь (Cu) може окислюватися до оксиду міді (CuO), де кожен атом міді поєднується з молекулою кисню (O2). Хімічна реакція виглядає наступним чином:

2Cu + O2 → 2CuO

З даної реакції видно, що на 2 молекули міді (2 мол) йде 1 молекула кисню (1 мол). Тепер ми можемо знайти кількість молекул кисню, яка потрібна для окиснення 19.2 кг міді.

1 мол міді (Cu) має масу приблизно 63.55 г (молярна маса міді), тому:

19.2 кг міді × (1000 г / 1 кг) ÷ (63.55 г / 1 мол) ≈ 302.4 мол міді

Тепер, знаючи, що на 2 молекули міді потрібна 1 молекула кисню, ми знаємо, що потрібно також 302.4 молекул кисню (O2).

Тепер розглянемо об'єм кисню при нормальних умовах (н.у.), коли температура становить 0°C (273.15 K) і тиск дорівнює 1 атмосфері (760 мм ртутного стовпа):

1 молекула O2 має об'єм приблизно 22.4 л (при н.у.).

Тепер знайдемо об'єм для 302.4 молекул кисню:

Об'єм O2 = 302.4 мол × 22.4 л/мол ≈ 6764.16 л

Отже, для окиснення 19.2 кг міді потрібний приблизно 6764.16 л повітря (кисню) при нормальних умовах (н.у.).