Question

Який об'єм кисню та повитря знадобиться для спалювання 67,2 м3 бутену

Answer 1

Дано:

V (об'єм)(C4H8) = 67,2 м3

V (О2) = ?

________________________

Розв'язок:

C4H8 + 6O2 —> 4CO2 + 4H2O

Виносимо коефіцієнт, що = 1:6

Складаємо пропорцію

67,2м3 Х

———— = —————-

1 6

Х = 67,2 * 6

Х = 403,2

Відповідь: 403, м3 кисню необхідно.

Answer 2

Для визначення об'єму кисню та повітря, що необхідні для спалювання 67,2 м³ бутену, спочатку треба знайти хімічну реакцію спалювання бутену.

Бутен (C₄H₁₀) при спалюванні реагує з киснем (O₂) і утворює вуглекислий газ (CO₂) та воду (H₂O).

Реакція має такий вигляд: C₄H₁₀ + 6O₂ -> 4CO₂ + 5H₂O

Зрозуміло, що для повної реакції спалювання 1 моль бутену потрібно 6 молей кисню.

Тепер можемо розрахувати кількість молей бутену: n(C₄H₁₀) = V/Vm, де V - об'єм бутену, Vm - молярний об'єм бутену (м³/моль)

Для бутену Vm дорівнює 0,089 л/моль (або 0,089 м³/моль), тому: n(C₄H₁₀) = 67,2 м³ / 0,089 м³/моль = 753,9 моль

Отже, для спалювання 67,2 м³ бутену потрібно 753,9 моль бутену.

Тепер можна обчислити кількість моль кисню, що необхідна для спалювання: n(O₂) = n(C₄H₁₀) * 6 = 753,9 моль * 6 = 4523,4 моль

За допомогою ідеального газового закону (PV = nRT) можна обчислити об'єм кисню (V(O₂)) при нормальних умовах (температура 0 °C та тиск 1 атмосфера). За стандартних умов T = 273 К, а R = 0,0821 л*атм/(моль*К) (або R = 8,314 м³*Па/(моль*К)).

V(O₂) = n(O₂) * R * T / P, де P - тиск (1 атмосфера)

V(O₂) = 4523,4 моль * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 273 К / 1 атм = 102350,7 л = 102,35 м³

Таким чином, для спалювання 67,2 м³ бутену знадобиться приблизно 102,35 м³ кисню.

Однак, в процесі спалювання також утворюється водяна пара (H₂O). Для визначення об'єму повітря можна врахувати, що кожна молекула бутену спалюється з утворенням 5 молекул водяної пари.

Тому, об'єм повітря (V(повітря)), що необхідний для спалювання 67,2 м³ бутену, буде: V(повітря) = V(O₂) + V(H₂O)

V(H₂O) = n(H₂O) * R * T / P

n(H₂O) = n(C₄H₁₀) * 5 = 753,9 моль * 5 = 3769,5 моль

V(H₂O) = 3769,5 моль * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 273 К / 1 атм = 80153,5 л = 80,15 м³

V(повітря) = 102,35 м³ + 80,15 м³ = 182,5 м³

Отже, для спалювання 67,2 м³ бутену необхідно приблизно 102,35 м³ кисню та 182,5 м³ повітря.