Question

Помогите пожалуйста решить задачу. Какой объем кислорода при 15°C и давлении 116кПа понадобится для окисления 10 г углерода с образованием CO2?

Answer 1

Пишем реакцию
С + О2 = СО2
Считаем количество вещества углерода
n = m / M = 10 / 12 = 0.833 моль
По уравнению реакции кислорода нужно столько же (при н.у.)
Считаем объем кислорода при заданных условиях по уравнению Менделеева-Клапейрона
$V = \dfrac{nRT}{P} = \dfrac{0.833 \cdot 8.314 \cdot 288}{116 \cdot 10^{3}} \approx \bf{0.0172 \; m^{3} \; (17.2 \; l)}$

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон Дальтона о суммарном давлении газов и мольные отношения в реакции окисления углерода до CO2.

Уравнение реакции: C + O2 -> CO2

1. Рассчитаем количество молей углерода (C) в 10 г углерода (молярная масса C = 12 г/моль):

   Молекулярная масса углерода = 10 г / 12 г/моль ≈ 0.833 моль

2. Рассчитаем количество молей кислорода (O2) необходимых для полного окисления этого количества углерода:

   Согласно сбалансированному уравнению реакции, на 1 моль углерода требуется 1 моль кислорода: Моль O2 = 0.833 моль

3. Теперь мы можем использовать идеальный газовый закон для рассчета объема кислорода (V) при заданных условиях (T = 15°C = 288.15 K, P = 116 кПа):

   Идеальный газовый закон: PV = nRT где P - давление, V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

   Объем можно выразить как: V = nRT / P

   R = 8.314 м^3⋅кПа / (моль⋅K) (универсальная газовая постоянная)

   Подставляя значения: V = (0.833 моль * 8.314 м^3⋅кПа / (моль⋅K) * 288.15 K) / 116 кПа ≈ 2.08 м^3

Итак, для окисления 10 г углерода с образованием CO2 при 15°C и давлении 116 кПа понадобится примерно 2.08 м^3 кислорода.