Question

Скільки літрів вуглекислого газу утворюється при повному згорянні 11 чадних газів? Скільки літрів кисню потрібно для цього? (Тиск і температура повинні бути однаковими до і після реакції).

Answer 1

Для вирішення цієї задачі, спочатку потрібно визначити реакцію повного згоряння 11 газів.

Загальна хімічна реакція повного згоряння вуглеводнів (які часто знаходяться в чадних газах) виглядає наступним чином: CnHm + ((n + (m/4)) * O2) -> nCO2 + (m/2) H2O

Задача не надає точної композиції чадних газів, тому для прикладу можна взяти метан (CH4), який є основним компонентом природного газу. При повному згорянні метану утворюється один молекулярний еквівалент вуглекислого газу і два молекулярних еквівалента води:

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

Таким чином, для повного згоряння 11 чадних газів потрібно 11 молекулярних еквівалентів вуглекислого газу і 22 молекулярних еквівалентів води.

Вуглекислий газ (CO2) має молярну масу 44 г/моль, тому вага 11 молекулярних еквівалентів (11 моль) вуглекислого газу дорівнює 44 г/моль * 11 моль = 484 г.

Щодо кисню, потрібно знайти кількість кисню, яка необхідна для того, щоб згоріти 11 молекулярних еквівалентів метану:

11 моль CH4 * 2 моль O2 / 1 моль CH4 = 22 моль O2

Молярна маса кисню - 32 г/моль, тому маса 22 молекулярних еквівалентів (22 моля) кисню дорівнює 32 г/моль * 22 моль = 704 г.

Тепер, коли ми визначили вагу вуглекислого газу (484 г) і кисню (704 г), ми можемо перейти до обчислення об'єму цих газів.

Закон Шарля стверджує, що при однаковій температурі та тиску об'єм газу пропорційний кількості речовини газу (у молях). Тому, для визначення об'єму вуглекислого газу (V_CO2) і кисню (V_O2) ми використовуємо формулу:

V = n * Vm,

де V - об'єм газу, n - кількість речовини газу (у молях), Vm - молярний об'єм газу (при певній температурі та тиску).

Проблема не вказує певні умови температури і тиску, тому ми не можемо точно визначити молярний об'єм газу. Але, якщо ми припустимо, що умови температури і тиску є стандартними (температура 0 градусів Цельсія і тиск 1 атмосфера), молярний об'єм буде дорівнювати 22,4 л/моль.

Застосовуючи дані, ми можемо обчислити об'єм вуглекислого газу і кисню:

V_CO2 = 11 моль * 22,4 л/моль = 246,4 л,

V_O2 = 22 моля * 22,4 л/моль = 492,8 л.

Таким чином, при повному згорянні 11 чадних газів утворюється 246,4 літра вуглекислого газу і для цього потрібно 492,8 літрів кисню.