Обчисліть, скільки кисню необхідно для згорання 1 літра пропану, 1 літра бутану і 1 літра пентану. Підведіть висновок

Лапка_6067

44

Добро пожаловать! Для расчета необходимого количества кислорода для сгорания алканов, мы должны использовать соотношение между объемом кислорода и алканами в реакционной уравнении.

Уравнение сгорания алканов имеет вид:

\[ C_nH_{2n+2} + (n + 1/2)O_2 → nCO_2 + (n + 1)H_2O \]

Где \( n \) - количество атомов углерода в молекуле алкана.

Вы хотите вычислить объем кислорода, необходимого для сгорания 1 литра пропана, бутана и пентана.

Пропан состоит из 3 атомов углерода (С₃Н₈), бутан - из 4 (С₄Н₁₀), а пентан - из 5 (С₅Н₁₂).

Давайте рассчитаем каждое значение.

1. В случае пропана (С₃Н₈), количество кислорода, необходимое для сгорания одного молекуля пропана (объем 1 литр), составляет:

\[ (3 + 1/2)O_2 = 3.5O_2 \]

Так как мы хотим знать количество кислорода в 1 литре пропана, объем кислорода должен равняться 1 литру. Таким образом, мы можем написать пропорцию:

\[ \frac{3.5O_2}{1(литр)} = \frac{x}{1(литр пропана)} \]

Решая эту пропорцию, мы получаем, что \( x = \frac{1}{3.5} \) литров кислорода требуется для сгорания 1 литра пропана.

2. Теперь рассчитаем для бутана (C₄Н₁₀). Количество кислорода, необходимое для сгорания одного молекуля бутана (объем 1 литр), составляет:

\[ (4 + 1/2)O_2 = 4.5O_2 \]

Опять же, с помощью пропорции, мы можем рассчитать количество кислорода в 1 литре бутана:

\[ \frac{4.5O_2}{1(литр)} = \frac{x}{1(литр бутана)} \]

Решив пропорцию, мы получаем, что \( x = \frac{1}{4.5} \) литров кислорода требуется для сгорания 1 литра бутана.

3. Наконец, посчитаем для пентана (C₅Н₁₂). Количество кислорода, необходимое для сгорания одного молекуля пентана (объем 1 литр), составляет:

\[ (5 + 1/2)O_2 = 5.5O_2 \]

Опять же, посредством пропорции, мы можем вычислить объем кислорода в 1 литре пентана:

\[ \frac{5.5O_2}{1(литр)} = \frac{x}{1(литр пентана)} \]

Решив эту пропорцию, мы приходим к выводу, что \( x = \frac{1}{5.5} \) литров кислорода требуется для сгорания 1 литра пентана.

Таким образом, получаем следующие результаты:

- Для пропана (С₃Н₈): 1 литр пропана требует \( \frac{1}{3.5} \) литра кислорода.
- Для бутана (C₄Н₁₀): 1 литр бутана требует \( \frac{1}{4.5} \) литра кислорода.
- Для пентана (C₅Н₁₂): 1 литр пентана требует \( \frac{1}{5.5} \) литра кислорода.

Таким образом, мы видим, что количество кислорода, необходимое для сгорания алканов, уменьшается по мере увеличения количества атомов углерода в молекуле алкана. Это связано с тем, что более длинные молекулы содержат больше атомов углерода и водорода, а следовательно, требуют меньше кислорода для полного сгорания.