Известно, что в газе содержится 0,9 объемных долей метана, 0,05 объемных долей этана, 0,03 объемных долей пропана
Известно, что в газе содержится 0,9 объемных долей метана, 0,05 объемных долей этана, 0,03 объемных долей пропана и 0,02 объемных долей азота. Какой объем воздуха потребуется для сжигания 1 м3 этого газа при нормальных условиях? Решение. 1) Из всех компонентов газовой смеси метан, этан и пропан обладают горючими свойствами. 2) Давайте составим уравнения химических реакций горения для каждого из них: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O, 2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O, C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O. 3) Для вычисления объемов газообразных веществ в газовой смеси воспользуемся формулой: фи вещества = объем вещества/объем
Таинственный_Акробат 39
вещества / объем смеси * 100%.4) Вычислим объемы каждого компонента газовой смеси. Пусть V общий - объем смеси, равный 1 м3.
- Объем метана (Vметан) = 0,9 * V общий = 0,9 м3
- Объем этана (Vэтан) = 0,05 * V общий = 0,05 м3
- Объем пропана (Vпропан) = 0,03 * V общий = 0,03 м3
- Объем азота (Vазот) = 0,02 * V общий = 0,02 м3
5) Согласно уравнениям реакции горения, для полного сжигания одного моля метана потребуется 2 моля кислорода, для этана - 7 молей кислорода, для пропана - 5 молей кислорода. Таким образом, для полного сжигания всех компонентов газовой смеси потребуется:
- Для метана: 0.9 моль метана * 2 моля кислорода / моль метана = 1.8 моля кислорода
- Для этана: 0.05 моль этана * 7 моль кислорода / моль этана = 0.35 моль кислорода
- Для пропана: 0.03 моль пропана * 5 моль кислорода / моль пропана = 0.15 моль кислорода
6) Общее количество кислорода для сжигания всех компонентов: 1.8 моль + 0.35 моль + 0.15 моль = 2.3 моль
7) Согласно закону Авогадро, один моль газа при нормальных условиях (0°C, 1 атм) занимает объем 22.4 литра. Таким образом, 2.3 моля кислорода займут объем:
Vкислорода = 2.3 моль * 22.4 литра / моль = 51.52 литра кислорода
8) Общий объем воздуха для сжигания 1 м3 газовой смеси составит:
Vвоздуха = объем смеси + Vкислорода = 1 м3 + 51.52 литра = 1051.52 литра
Таким образом, для сжигания 1 м3 данной газовой смеси при нормальных условиях потребуется примерно 1051.52 литра воздуха.