Question

Який об'ем повітря потрібен для повного спалювання кам'яного вугілля масою 150кг в якому масова частка карбону 80% гідрогену 6% негорючих домішок14%

Answer 1

1)C+O2=CO2

2)2H2+O2=2H2O

 

m(C)=150*0,8=120кг

Ar(C)=12г/моль

n(C)=120/12=10моль

n(C)=n(O2) - за першим рівнянням

n=V/Vm

V(O2)=n*Vm

V(O2)=10моль*22,4л/моль

V(O2)=224л

 

m(H2)=150*0,06=9кг

M(H2)=2г/моль

n(H2)=9/2

n(H2)=4,5моль

 

n(H2):n(O2)=2:1 за рівняннм

тому n(O2)=2,25моль

 

V(O2)=2,25моль*22,4л/моль=50,4л

 

V1+V2=224л+50,4л=274,4л

 

Але відомо, що у повітрі міститься лише 21% кисню, а нам треба повітря.

 

Знайдемо об*єм повітря за пропорцією 274,4 - 21%

                                                               х    - 100%

х=1306,6л

 

Відповідь: на спалювання 150кг вугілля потрібно 1306,6 літра кисню.

 

 

Answer 2

Для повного спалювання кам'яного вугілля, ми можемо використати хімічний склад вугілля, щоб розрахувати необхідний об'єм повітря.

Зауважимо, що спалювання кам'яного вугілля відбувається з використанням кисню з повітря. Хімічний склад кам'яного вугілля, як зазначено, складається з 80% вуглецю, 6% водню та 14% негорючих домішок.

Спочатку розрахуємо масу кожного хімічного елементу в кам'яному вугіллі:

Маса вуглецю = (80/100) * 150 кг = 120 кг Маса водню = (6/100) * 150 кг = 9 кг Маса негорючих домішок = (14/100) * 150 кг = 21 кг

Далі, використовуючи молярні маси вуглецю (12 г/моль) та водню (1 г/моль), ми можемо перевести масу кожного елементу в кількість молей:

Кількість молей вуглецю = 120 кг / 12 г/моль = 10 моль Кількість молей водню = 9 кг / 1 г/моль = 9 моль

За реакцією повного спалювання, одна молекула вуглецю (C) спалюється з двома молекулами кисню (O2) і утворює дві молекули вуглекислого газу (CO2). Аналогічно, одна молекула водню (H2) спалюється з однією молекулою кисню (O2) і утворює одну молекулу води (H2O).

За реакцією спалювання 1 моля вуглецю, нам потрібні 2 молі кисню, а за реакцією спалювання 1 моля водню - 0,5 молі кисню.

Тепер можемо розрахувати необхідну кількість кисню для повного спалювання кам'яного вугілля:

Необхідна кількість кисню для вуглецю = 2 * 10 моль = 20 моль Необхідна кількість кисню для водню = 0,5 * 9 моль = 4,5 моль

Загальна кількість кисню, необхідного для повного спалювання кам'яного вугілля, буде дорівнювати сумі кількостей кисню для вуглецю та водню:

Загальна кількість кисню = 20 моль + 4,5 моль = 24,5 моль

Тепер, знаючи, що кількість молей кисню в одному молярному об'ємі повітря (при нормальних умовах) дорівнює приблизно 22,4 моль, ми можемо розрахувати об'єм повітря, необхідний для повного спалювання кам'яного вугілля:

Об'єм повітря = (24,5 моль / 22,4 моль/м³) = 1,09 м³

Отже, для повного спалювання кам'яного вугілля масою 150 кг з хімічним складом 80% вуглецю, 6% водню та 14% негорючих домішок, необхідний об'єм повітря становить приблизно 1,09 м³.