Question

Сколько воздуха по обьему потребуется для полного сжигания 40м^3 бутана (н.у)?

Answer 1

2C4H10 + 13O2 -> 8CO2 + 10H2O

 

 

V(O2) = 13*40/2 = 260 л

 

по объему кслород занимает 21 % => V vozd = 260 / 0.21 = 1238 л

Answer 2

Для решения этой задачи используем уравнение сгорания:

\[ a \cdot C_4H_{10} + b \cdot O_2 \rightarrow c \cdot CO_2 + d \cdot H_2O \]

где \(C_4H_{10}\) - бутан (ваш случай), \(O_2\) - кислород, \(CO_2\) - углекислый газ, \(H_2O\) - вода.

Для полного сгорания бутана необходимо, чтобы коэффициент перед \(O_2\) был равен \(\frac{a}{4}\), так как в молекуле бутана четыре атома углерода. Также важно, чтобы количество атомов водорода и кислорода в реакции было сбалансировано.

Молекулярная масса бутана \(C_4H_{10}\) равна \(58,12 \, \text{г/моль}\), а объем моля газа при нормальных условиях (н.у.) составляет приблизительно \(22,4 \, \text{л/моль}\).

Исходя из этого, можно определить количество молей бутана:

\[ \text{моль бутана} = \frac{\text{объем бутана}}{\text{объем моля газа при н.у.}} \]

\[ \text{моль бутана} = \frac{40 \, \text{м}^3}{22,4 \, \text{л/моль}} \]

\[ \text{моль бутана} \approx 1,79 \, \text{моль} \]

Теперь мы можем записать уравнение сгорания для бутана:

\[ a \cdot C_4H_{10} + \frac{a}{4} \cdot O_2 \rightarrow c \cdot CO_2 + \frac{d}{2} \cdot H_2O \]

Зная, что углерод входит в состав только \(CO_2\), а водород - в \(H_2O\), мы можем записать уравнения для атомов углерода и водорода:

\[ \text{углерод: } a = c \]

\[ \text{водород: } 10a = 2d \]

Решив систему уравнений, мы получаем:

\[ a = 2, c = 2, d = 5 \]

Теперь у нас есть уравнение сгорания для бутана:

\[ 2 \cdot C_4H_{10} + \frac{1}{2} \cdot O_2 \rightarrow 2 \cdot CO_2 + 5 \cdot H_2O \]

Теперь мы можем использовать это уравнение, чтобы определить количество молекул \(O_2\), необходимых для полного сгорания 40 м³ бутана.

Объем молекул \(O_2\) можно определить, зная, что одна моль газа занимает объем при н.у. равный \(22,4 \, \text{л}\). Таким образом, объем молекул \(O_2\) равен:

\[ \text{объем молекул } O_2 = \frac{1}{2} \cdot \frac{40 \, \text{м}^3}{22,4 \, \text{л/моль}} \]

\[ \text{объем молекул } O_2 \approx 0,893 \, \text{моль} \]

Таким образом, для полного сгорания 40 м³ бутана потребуется приблизительно \(0,893 \, \text{моль}\) \(O_2\).