Каков объем воздуха, требуемый для полного сгорания 92 мл этанола плотностью 0,8 г/мл? Какова объемная доля кислорода

Ярд

63

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать знания из области химии и математики.

1) Чтобы найти объем воздуха, требуемый для полного сгорания этанола, мы можем использовать уравнение сгорания этанола:

C2H5OH + 3O2 -> 2CO2 + 3H2O

Из уравнения видно, что для полного сгорания одной молекулы этанола требуется 3 молекулы кислорода. Таким образом, мы можем распространить это соотношение на объемы, учитывая, что одна молекула газа занимает одинаковый объем в идеальных условиях. Давайте проделаем расчеты:

Масса этанола = объем этанола x плотность этанола
Масса этанола = 92 мл x 0,8 г/мл = 73,6 г

Количество молей этанола = масса этанола / молярная масса этанола
Молярная масса этанола = 2*12 г/моль + 6*1 г/моль + 16 г/моль = 46 г/моль
Количество молей этанола = 73,6 г / 46 г/моль = 1,6 моль

Количество молей кислорода = 3 молей кислорода / 1 моль этанола = 4,8 моль

Объем кислорода = количество молей кислорода x молярный объем газа (при нормальных условиях)
Объем кислорода = 4,8 моль x 22,4 л/моль = 107,52 л

Таким образом, для полного сгорания 92 мл этанола нам требуется примерно 107,52 л воздуха.

2) Чтобы найти объемную долю кислорода в пропаноле, составляющую 20%, мы можем воспользоваться формулой для расчета объемных долей газов:

V1/V2 = n1/n2

Где V1 и V2 - объемы газов, n1 и n2 - количество молей газов.

Дано, что объемная доля кислорода в пропаноле составляет 20%. Таким образом, объемная доля пропана будет составлять 100% - 20% = 80%.

Давайте проделаем расчеты:

Объемная доля кислорода = V1 / (V1 + V2)
20% = V1 / (V1 + V2)

Объемный удельный объем кислорода будет равен 1, так как одна молекула газа занимает одинаковый объем в идеальных условиях.

Объемный удельный объем пропана будет равен 3, так как по уравнению сгорания пропана:
C3H7OH + 4O2 -> 3CO2 + 4H2O

Далее, мы можем записать уравнение в виде отношения мольных концентраций:

n1 / n2 = V2 / V1

Где n1 и n2 - количество молей кислорода и пропана соответственно.

Подставляя известные значения в формулу, получим:

V1 / (V1 + V2) = 1 / 3
3V1 = V1 + V2

Далее, зная, что объемная доля пропана составляет 80%, мы можем записать уравнение:

V1 + V2 = 80%

Теперь, подставляя выражение для V1 + V2 из предыдущего уравнения, получим:

V1 + V1 + V2 = 80%
2V1 + V2 = 80%

Далее, объединим два полученных уравнения:

2V1 + V2 = 80%
3V1 = V1 + V2

Теперь имея систему двух уравнений с двумя неизвестными, мы можем решить ее методом подстановки или сложением/вычитанием уравнений. В данном случае я решу эту систему уравнений методом вычитания:

3V1 - V1 = 80% - V2
2V1 = 80% - V2

2V1 = 0.8 - V2
2V1 + V2 = 0.8

Таким образом, объемная доля кислорода в пропаноле составляет 0,8.

Надеюсь, эта информация была полезной для вас! Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать их.