Сколько литров кислорода потребуется для полного сгорания 200 литров смеси этана и азота, содержащей 40% этана

Смешанная_Салат

14

Для решения этой задачи, нам необходимо рассмотреть химическое уравнение реакции полного сгорания этана и азота. Это уравнение выглядит следующим образом:

\[
C_2H_6 + \frac{7}{2} O_2 \rightarrow 2 CO_2 + 3 H_2O
\]

Из уравнения мы видим, что для полного сгорания одной молекулы этана требуется \(\frac{7}{2}\) молекулы \(O_2\).

Теперь давайте рассчитаем количество этана в 200 литрах смеси с учетом содержания этана по объему, равного 40%. Для этого умножим общий объем смеси на процент содержания этана:

\(200 \, \text{литров} \times 0.4 = 80 \, \text{литров этана}\).

Теперь мы знаем, что у нас есть 80 литров этана. Для рассчета количества требуемого \(O_2\) для полного сгорания этана воспользуемся молярным соотношением:

\(\frac{7}{2} \, \text{молекулы \(O_2\)}\) соответствуют \(1\) молекуле \(C_2H_6\).

Теперь нам нужно преобразовать количество этана в молекулы. Сначала найдем количество молекул этана в 80 литрах этана, зная молярную массу этана. Молярная масса \(C_2H_6\) составляет около 30 г/моль.

\(80 \, \text{литров} \times \frac{1 \, \text{моль}}{22.4 \, \text{литров}} = 3.57 \, \text{моль этана}\).

Теперь, с помощью молярного соотношения, вычислим количество молекул \(O_2\):

\(3.57 \, \text{моль этана} \times \frac{7}{2} \, \text{молекул \(O_2\)}}{1 \, \text{молекула \(C_2H_6\)}} = 12.5 \, \text{моль \(O_2\)}\).

Теперь нам нужно преобразовать количество молей \(O_2\) в литры. Используем молярный объем газа при нормальных условиях, равный 22.4 л/моль:

\(12.5 \, \text{моль \(O_2\)} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 280 \, \text{литров \(O_2\)}\).

Итак, для полного сгорания 200 литров смеси этана и азота, содержащей 40% этана, потребуется 280 литров кислорода.

Ответ: 280 литров кислорода.