Какой объем (м3,н. у.) углекислого газа будет выделяться при сгорании 10 кг 12%-ного раствора гексана в октане?

Bublik

18

Чтобы решить данную задачу, нам понадобится использовать химическое уравнение реакции сгорания гексана и октана.

Химическое уравнение сгорания гексана (C₆H₁₄):
C₆H₁₄ + 9O₂ → 6CO₂ + 7H₂O

Химическое уравнение сгорания октана (C₈H₁₈):
C₈H₁₈ + 12.5O₂ → 8CO₂ + 9H₂O

Известно, что у нас имеется 10 кг раствора гексана в октане с 12%-ным содержанием гексана. Следовательно, в данном растворе масса гексана составляет 12% от массы раствора, что равно:

Масса гексана = 10 кг * 0.12 = 1.2 кг

Теперь, используя стехиометрию химических уравнений, мы можем вычислить количество гексана и октана, которое будет сгорать при данном реакционном условии.

Молярная масса гексана (С₆H₁₄) = 86.18 г/моль
Молярная масса октана (C₈H₁₈) = 114.22 г/моль

Количество молей гексана (n) = масса гексана / молярная масса гексана = 1.2 кг / 86.18 г/моль
Количество молей октана (n) = 10 кг - 1.2 кг = 8.8 кг / 114.22 г/моль

Теперь используя соотношение стехиометрических коэффициентов между гексаном/октаном и углекислым газом (СО₂), мы можем вычислить количество углекислого газа (СО₂), которое будет выделяться при сгорании данных масс гексана и октана.

Количество молей углекислого газа (СО₂) = количество молей гексана * коэффициент пропорциональности (6 моль СО₂ / 1 моль гексана)

Общий объем углекислого газа (СО₂) будет равен:
Объем углекислого газа = Количество молей углекислого газа * молярный объем газа (нормальные условия - 22.4 л/моль)

Подставим все значения в формулу и произведем расчеты:

Объем гексана (в молях): 1.2 кг / 86.18 г/моль = 0.0139 моль гексана
Объем октана (в молях): 8.8 кг / 114.22 г/моль = 0.077 моль октана
Объем углекислого газа (СО₂): 0.0139 моль гексана * 6 моль СО₂ / 1 моль гексана = 0.0833 моль СО₂
Общий объем углекислого газа (СО₂): 0.0833 моль СО₂ * 22.4 л/моль = 1.866 л

Таким образом, объем углекислого газа (СО₂), который будет выделяться при сгорании 10 кг 12%-ного раствора гексана в октане, составляет 1.866 л (нормальных условий).