Question

6. Який об'єм повітря (об'ємний вміст кисню 21%) витрачається на повне спалювання 1 м³ метану і 1 кг гептану ( H .y.)?

Answer 1

Об'єм кисню, необхідний для повного спалювання метану і гептану, можна знайти за реакційними стохіометричними коефіцієнтами реакцій згідно з рівняннями:

Для спалювання метану (CH₄):

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

З цього рівняння видно, що потрібно 2 молекули кисню для кожної молекули метану.

Для спалювання гептану (C₇H₁₆):

C₇H₁₆ + 11O₂ → 7CO₂ + 8H₂O

З цього рівняння видно, що потрібно 11 молекул кисню для кожної молекули гептану.

Тепер розглянемо ваш запит:

1 м³ метану потребує 2 м³ кисню для повного спалювання, оскільки об'ємність метану і кисню однакова при однакових умовах.

1 кг гептану має масу в приблизно 7 моль, і для його спалювання потрібно 11 моль кисню. При стандартних умовах 1 моль газу займає приблизно 24,45 літра об'єму.

Отже, об'єм кисню для повного спалювання:

Для метану: 1 м³ (метану) * 2 м³ (кисню на 1 м³ метану) = 2 м³ кисню

Для гептану: 7 моль гептану * 11 моль кисню на 1 моль гептану * 24,45 літрів на 1 моль = близько 1921,15 літрів кисню

Разом це становить близько 1923,15 літрів кисню для повного спалювання 1 м³ метану і 1 кг гептану.

Answer 2

Для розрахунку об'єму повітря, необхідного для повного спалювання 1 м³ метану і 1 кг гептану, треба розглянути рівняння реакції згорання цих речовин.

1) Спалювання метану (CH4): CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

З рівняння видно, що для повного спалювання 1 моль метану, потрібно 2 моля кисню, оскільки кількість молекул кисню в реакції удвоє більша, ніж метану. Кисень становить 21% об'єму повітря, а отже, для повного спалювання 1 м³ метану буде потрібно:

(2 моля O2 / 1 моль CH4) * (22,4 л / моль) * (0,21 об'ємного вмісту кисню) = 9,408 л або приблизно 9,4 л повітря

2) Спалювання гептану (C7H16): C7H16 + 11O2 → 7CO2 + 8H2O

З рівняння видно, що для повного спалювання 1 моля гептану, потрібно 11 молей кисню. Також необхідно врахувати, що гептан має молекулярну масу 100 г / моль, а отже, для 1 кг гептану буде потрібно:

(11 молей O2 / 1 моль C7H16) * (22,4 л / моль) * (0,21 об'ємного вмісту кисню) = 132,528 л або приблизно 132,5 л повітря

Отже, для повного спалювання 1 м³ метану необхідно 9,4 л повітря, а для повного спалювання 1 кг гептану потрібно 132,5 л повітря.