Скільки повітря потрібно для спалювання 60 літрів бутену, з урахуванням об ємної частки кисню в повітрі?

Лисенок

64

Для начала, мы должны узнать общую химическую реакцию горения бутана:

\[C_4H_{10} + \frac{13}{2} O_2 \rightarrow 4CO_2 + 5H_2O\]

Из уравнения реакции видно, что для полного спаления одного моля бутана необходимо \(\frac{13}{2}\) молей кислорода. В нашем случае мы хотим узнать, сколько кислорода необходимо для спаления 60 литров бутана.

Для этого нам нужно узнать сколько молей бутана мы имеем. Для этого воспользуемся формулой:

\[n = \frac{V}{V_m}\]

Где \(n\) - количество молей вещества, \(V\) - объем вещества, \(V_m\) - молярный объем. Для идеального газа \(V_m\) равен приблизительно 22.4 литра/моль.

Таким образом, количество молей бутана равно:

\[n_{C_4H_{10}} = \frac{60}{22.4} \approx 2.68 моль\]

Теперь мы можем рассчитать количество молей кислорода, необходимое для полного спаления 2.68 моль бутана, используя коэффициенты уравнения реакции:

\[n_{O_2} = \frac{13}{2} \cdot n_{C_4H_{10}} = \frac{13}{2} \cdot 2.68 \approx 17.38 моль\]

Теперь мы можем рассчитать объем кислорода, необходимый для полного сжигания указанного количества бутана. Для этого воспользуемся обратной формулой:

\[V = n \cdot V_m\]

Подставим значения:

\[V_{O_2} = 17.38 \cdot 22.4 \approx 389.15 литров\]

Таким образом, для сжигания 60 литров бутана, учитывая объемную долю кислорода в воздухе, необходимо около 389 литров кислорода.

Обратите внимание, что эта оценка может не учитывать другие компоненты воздуха, которые могут влиять на реакцию горения. Также в реальности, полное сгорание может быть недостижимо из-за различных факторов, таких как недостаток кислорода или неидеальные условия сгорания. Однако, эта оценка даст нам общее представление о необходимом объеме кислорода для сжигания 60 литров бутана при учете объемной доли кислорода в воздухе.