Question

Смесь пропана и метиламина общим объёмом 11,2 л (н.у.) сожгли в избытке кислорода. Продукты сгорания пропустили через избыток известковой воды. При этом образовалось 80 г осадка. Определите состав исходной смеси (в % по объёму) и объём воздуха (н.у.), израсходованного на горение.

Answer 1

С3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O

4CH3NH2 + 9O2 = 4CO2 + 10H2O + 2N2

CO2 + Ca(OH)2 + CaCO3 + H2O

n(CaCO3) = 80/100 = 0,8 моль

n смеси = 11,2/22,4 = 0,5 моль

Пусть n(C3H8) - х моль

         n(CH5N) - (0,5 - x) моль

3х + 0,5 - x = 0,8

x = 0,15

n(C3H8) = 0,15 моль      V(C3H8) = 0,15*22,4 = 3,36 л

n(CH5N) = 0,35 моль      V(CH5N) = 0,35*22,4 = 7,84 л

φ(С3H8) = 3,36/11,2 = 30%     φ(CH3NH2) = 7,84/11,2 = 70%

V(O2) = V1 + V2 = 3,36*5 + (7,84*9)/4 = 16,8 + 17,64 = 34,44 л

Vвозд = V(O2)/0,21 = 34,44/0,21 = 164 л

 

Answer 2

Для решения данной задачи, нам потребуется использовать закон Дальтона для смесей газов и уравнение реакции горения.

Закон Дальтона для смесей газов:

Закон Дальтона утверждает, что сумма парциальных давлений каждого газа в смеси равна общему давлению этой смеси. Парциальное давление газа можно рассчитать, умножив его объем доли на общее давление смеси.

Уравнение реакции горения:

Пропан (C3H8) и метиламин (CH3NH2) реагируют с кислородом (O2) в присутствии искры, образуя углекислый газ (CO2), воду (H2O) и азот (N2). Уравнение реакции горения можно записать следующим образом:

C3H8 + CH3NH2 + (7.5 + 1.5)O2 -> 3CO2 + 4H2O + 0.5N2

Решение:

1. Найдем объемы пропана и метиламина в исходной смеси. По закону Дальтона, сумма объемов пропана и метиламина равна общему объему смеси:

V(C3H8) + V(CH3NH2) = 11.2 л

2. Рассмотрим соотношение между объемами пропана и метиламина в исходной смеси. По уравнению реакции горения, каждый молекула пропана реагирует с одной молекулой метиламина и 9 молекулами кислорода. Значит, соотношение объемов пропана и метиламина в исходной смеси равно:

V(C3H8) : V(CH3NH2) = 1 : 1

3. Решим систему уравнений из пунктов 1 и 2: V(C3H8) + V(CH3NH2) = 11.2 л V(C3H8) = V(CH3NH2)

Решая эту систему, получим: V(C3H8) = V(CH3NH2) = 5.6 л

Таким образом, объем пропана и метиламина в исходной смеси составляет 5.6 л каждого газа.

4. Определим объем воздуха, израсходованного на горение. По уравнению реакции горения, на каждый моль пропана и метиламина требуется 7.5 моль кислорода. Объем воздуха, израсходованного на горение, можно рассчитать, умножив количество молей кислорода на его молярный объем:

V(O2) = (7.5 + 1.5) * 22.4 л/моль = 180 л

Таким образом, объем воздуха, израсходованного на горение, составляет 180 л.

Ответ:

Состав исходной смеси (в % по объему): пропан - 50%, метиламин - 50% Объем воздуха (н.у.), израсходованного на горение: 180 л