Какая величина потребуется кислорода (л) для окисления 400 л газа, содержащего 92 % метана, 4 % этана, 1 % пропана

Буран

55

Для решения данной задачи мы должны использовать соотношение между составляющими газа и его объемом для определения количества кислорода, необходимого для окисления.

Общий объем газа составляет 400 л.

Далее нам даны процентные соотношения каждого компонента газа. Мы можем узнать объем каждого компонента, умножив общий объем газа на процентное содержание этого компонента.

Для метана:
Объем метана = 400 л * 92% = 368 л

Для этана:
Объем этана = 400 л * 4% = 16 л

Для пропана:
Объем пропана = 400 л * 1% = 4 л

Для азота и углекислого газа вместе:
Объем азота и углекислого газа = 400 л * 3% = 12 л

Теперь, когда мы знаем объем каждого компонента газа, мы можем рассмотреть реакцию окисления каждого компонента и определить, сколько кислорода требуется для окисления каждого из них.

Реакция окисления метана: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

Из уравнения видно, что для окисления одной молекулы метана требуется 2 молекулы кислорода. Таким образом, для окисления 368 л метана нам потребуется:

368 л * (2 молекулы O₂ / 1 молекула CH₄) = 736 л кислорода

Реакция окисления этана: C₂H₆ + 3.5O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Из уравнения видно, что для окисления одной молекулы этана требуется 3.5 молекулы кислорода. Таким образом, для окисления 16 л этана нам потребуется:

16 л * (3.5 молекулы O₂ / 1 молекула C₂H₆) = 56 л кислорода

Реакция окисления пропана: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O

Из уравнения видно, что для окисления одной молекулы пропана требуется 5 молекул кислорода. Таким образом, для окисления 4 л пропана нам потребуется:

4 л * (5 молекул O₂ / 1 молекула C₃H₈) = 20 л кислорода

Теперь суммируем количество кислорода, необходимого для каждого компонента газа:

736 л + 56 л + 20 л = 812 л кислорода

Итак, нам потребуется 812 л кислорода для окисления 400 л газа.

Теперь рассмотрим вторую часть задачи. В уравнении реакции C₂H₆ + O₂ = CO₂, мы видим, что углерод в этане претерпевает окисление и превращается в углекислый газ CO₂.

В данном уравнении коэффициент перед кислородом обозначает количество молекул кислорода, реагирующих с одной молекулой этана.

Исходя из реакции окисления этана, у нас уже имеется 2 молекулы кислорода для каждой молекулы этана. Поэтому коэффициент перед кислородом в данном уравнении следует выбрать как 2.

Таким образом, ответ на задачу:
1) Для окисления 400 л газа, содержащего указанные компоненты, нам потребуется 812 л кислорода.
2) В уравнении реакции C₂H₆ + O₂ = CO₂ стоит выбрать коэффициент перед кислородом равным 2.