Question

7. Який об'єм повітря витратиться на спалювання 10 л етану? Який об'єм вуглекислого газу можна при цьому одержати?

Answer 1

Ответ:

Объем углекислого газа, образовавшегося в результате сгорания 10 л етана, можно рассчитать по коэффициенту перед CO2 в уравнении реакции:

C2H6 + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

Это означает, что для полного сгорания 1 молекулы этана образуется 2 молекулы CO2. Таким образом, количество молекул CO2, образующихся при сгорании 0.446 моль этана:

количество молекул CO2: 2 x 0.446 = 0.892 моль;

объем углекислого газа при нормальных условиях: V = n x VM = 0.892 x 22.4 = 19.98 л (округляем до двух значащих цифр).

Объяснение:

Для розрахунку об'єму повітря, що необхідний для спалювання 10 л етану, можна скористатися стехіометричним співвідношенням між етаном і киснем:

C2H6 + 3.5O2 → 2CO2 + 3H2O

Звідси видно, що на один мол етану потрібно 3,5 моля кисню. Оскільки об'єм і кількість речовини взаємопов'язані, можна використовувати формулу:

V = n * Vm,

де V - об'єм газу, n - кількість речовини, Vm - молярний об'єм газу за нормальних умов (0 °C та 1 атм).

Таким чином, для 10 л етану, потрібно:

Розрахуємо кількість молей етану:

n(C2H6) = V / Vm = 10 л / 24,45 л/моль = 0,409 моль

Розрахуємо кількість молей кисню:

n(O2) = 3,5 * n(C2H6) = 1,432 моль

Розрахуємо об'єм кисню за нормальних умов:

V(O2) = n(O2) * Vm = 1,432 моль * 24,45 л/моль = 35 л

Отже, для спалювання 10 л етану потрібно 35 л кисню.

Тепер можна розрахувати об'єм вуглекислого газу, який утвориться при спалюванні 10 л етану. Знову скористаємося стехіометричним співвідношенням, але тепер для вуглекислого газу:

C2H6 + 3.5O2 → 2CO2 + 3H2O

Звідси видно, що на один мол етану утворюється 2 моля вуглекислого газу. Отже, для 0,409 моль етану, утвориться:

n(CO2) = 2 * n(C2H6) = 0,818 моль

Або у вигляді об'єму:

V(CO2) = n(CO2) * Vm = 0,818 моль * 24,45 л/моль = 20 л

Отже, при спалюванні

Answer 2

Під час перегонки нафти застосовують дистиляційний метод, щоб розділити різні компоненти нафти на різні фракції в залежності від їх температури кипіння. Нижче наведена послідовність виділення фракцій під час перегонки нафти, починаючи з менш летких:

а) Мазут

б) Газойль

в) Бензин

г) Лігроїн

д) Газ

Під час перегонки нафти з використанням дистиляції, спочатку виділяються найбільш важкі компоненти, які мають високу температуру кипіння, наприклад, мазут. Потім наступає черга більш легких компонентів, таких як газойль, бензин, лігроїн та газ. В останню чергу виділяється газ, який має найнижчу температуру кипіння і є найбільш летким компонентом нафти.

Answer 3

Для розрахунку об'єму повітря, який витратиться на спалювання 10 літрів етану (C₂H₆), можна скористатися хімічним рівнянням реакції згорання та врахувати умови стандартних тисків і температур. Реакція горіння етану виглядає наступним чином:

$C_2H_6 + \frac{7}{2}O_2 \rightarrow 2CO_2 + 3H_2O$

У цьому рівнянні коефіцієнти перед речовинами вказують на їхню стехіометричну кількість у реакції.

1 моль етану спалюється з $\frac{7}{2}$ молей $O_2$. Таким чином, 10 літрів етану буде відповідати певній кількості молей, яку можна визначити з його густиною та об'ємом молекул.

Знаючи кількість молей етану, ми можемо визначити кількість молей $O_2$ та вуглекислого газу ($CO_2$) за допомогою коефіцієнтів у рівнянні реакції.

Об'єм вуглекислого газу (або будь-якого газу) можна розрахувати за допомогою ідеального газового закону:

$PV = nRT$

де $P$ - тиск газу, $V$ - його об'єм, $n$ - кількість молей газу, $R$ - універсальна газова константа, а $T$ - температура у Кельвінах.

За умови стандартного тиску (1 атмосфера) та температури (273 К), один мільйон молекул газу займають об'єм близько 22,4 літра.

Необхідно врахувати, що в умовах реального експерименту ідеальний газовий закон може бути неповністю точним, особливо при великих тисканнях та низьких температурах. Однак це дає загальну ідею.

Якщо у вас є точна густина етану та ви знаєте реальні умови експерименту (тиск і температура), ви зможете здійснити більш точні розрахунки.