Який об’єм кисню необхідний для спалювання суміші газів об’ємом 2л, яка на 60% складається з метану, а на 40% з пропану?

Ответ:

Спочатку потрібно визначити об'єми метану та пропану у суміші:

Об'єм метану = 2 л × 60% = 1.2 л

Об'єм пропану = 2 л × 40% = 0.8 л

Згідно з хімічним рівнянням для спалювання метану (CH4) та пропану (C3H8) з киснем (O2), на одну молекулу метану потрібно одну молекулу кисню, а на одну молекулу пропану - п'ять молекул кисню. Тому кількість кисню, необхідного для повного спалювання суміші, можна обчислити так:

Кількість кисню для метану = 1.2 л / 22.4 л/моль = 0.054 моль

Кількість кисню для пропану = 0.8 л / 22.4 л/моль × 5 = 0.179 моль

Загальна кількість кисню, необхідна для спалювання суміші, буде рівна сумі кількостей кисню для метану та пропану:

Загальна кількість кисню = 0.054 моль + 0.179 моль = 0.233 моль

Об'єм кисню можна обчислити, використовуючи рівняння Менделєєва-Клапейрона:

V = nRT/P

де V - об'єм газу, n - кількість речовини в молях, R - універсальна газова стала, T - температура в Кельвінах, P - тиск.

Припустимо, що температура та тиск залишаються постійними. Тоді об'єм кисню можна обчислити так:

V = 0.233 моль × 8.31 Дж/(моль·К) × 298 К / 1 атм = 5.57 л

Отже, для повного спалювання суміші потрібно 5.57 л кисню