Какой объем (н. у.) воздуха требуется для полного сгорания 120 г фосфора?

Красавчик

31

Чтобы решить данную задачу, нам потребуются знания о химических реакциях и вычислениях массы и объема.

Фосфор сгорает по реакции в следующем уравнении:

\[ 4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5 \]

Согласно этому уравнению, на каждые 4 моль фосфора требуется 5 молей \(O_2\) для полного сгорания. Для нахождения массы фосфора в молях воспользуемся периодической таблицей и узнаем его молярную массу.

Молярная масса фосфора равна примерно 31 г/моль. Поделим заданную массу фосфора на его молярную массу:

\[ \frac{120 \, г}{31 \, г/моль} \approx 3.87 \, моль \, P \]

Так как на каждые 4 моль фосфора требуется 5 молей \(O_2\), нам потребуется:

\[ \frac{5}{4} \times 3.87 \, моль \, O_2 \approx 4.84 \, моль \, O_2 \]

Для перевода молей \(O_2\) в объем \(O_2\) воспользуемся уравнением идеального газа:

\[ V = n \times V_m \]

где \(V\) - объем газа, \(n\) - количество вещества в молях, и \(V_m\) - молярный объем газа.

При нормальных условиях (0°C и 1 атм), молярный объем газа равен 22.4 л/моль.

Таким образом, чтобы найти требуемый объем воздуха для полного сгорания 120 г фосфора, мы должны использовать общий объем для фосфора и кислорода:

\[ V_{общий} = V_{P} + V_{O_2} = n_{P} \times V_m + n_{O_2} \times V_m \]

\[ V_{общий} = 3.87 \times 22.4 \, л/моль + 4.84 \times 22.4 \, л/моль \]

\[ V_{общий} \approx 227.93 \, л \]

Таким образом, для полного сгорания 120 г фосфора потребуется около 227.93 литра воздуха при нормальных условиях.