Какой объем воздуха в дм³ необходим для сгорания метанола объемом 100 см³ с плотностью 0,792 г/см³?

Iskryaschiysya_Paren

20

Для решения данной задачи, мы должны учесть, что метанол сгорает по химическому уравнению:

\[2CH_3OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 4H_2O\]

Из уравнения мы видим, что для сгорания 2 молекул метанола требуется 3 молекулы \(O_2\). Таким образом, чтобы рассчитать объем воздуха, необходимого для сгорания 100 см³ метанола, мы должны сначала определить количество молекул метанола и кислорода, а затем соотнести их объемы.

Шаг 1: Рассчитаем количество молекул метанола
Для этого, мы будем использовать молярную массу метанола (CH₃OH), которая равна 32 г/моль.

Масса метанола = плотность x объем
Масса метанола = 0,792 г/см³ x 100 см³ = 79,2 г

Количество молей метанола = масса / молярная масса
Количество молей метанола = 79,2 г / 32 г/моль ≈ 2,475 моль

Шаг 2: Рассчитаем количество молекул \(O_2\)
Из химического уравнения, мы видим, что для каждых 2 молекул метанола требуется 3 молекулы \(O_2\). Таким образом, мы можем использовать это соотношение для расчета количества молекул \(O_2\).

Количество молекул \(O_2\) = количество молекул метанола x (3 молекулы \(O_2\))/ (2 молекулы метанола)
Количество молекул \(O_2\) = 2,475 моль x (3 молекулы \(O_2\))/ (2 молекулы метанола) ≈ 3,713 моль

Шаг 3: Рассчитаем объем кислорода
Теперь, имея количество молекул \(O_2\), мы можем рассчитать его объем. При стандартных условиях (температура 0 °C и давление 1 атмосфера), 1 моль газа занимает 22,4 литра.

Объем \(O_2\) = количество молекул \(O_2\) x объем 1 молекулы \(O_2\)
Объем \(O_2\) = 3,713 моль x 22,4 л/моль ≈ 83,168 л

Шаг 4: Рассчитаем объем воздуха
Так как сгорание метанола требует кислорода, то объем воздуха, необходимого для сгорания метанола, будет равен объему \(O_2\).

Объем воздуха = объем \(O_2\)
Объем воздуха = 83,168 л

Таким образом, для сгорания метанола объемом 100 см³ с плотностью 0,792 г/см³, необходимо около 83,168 литров воздуха.