Дано:
Объем смеси углеводородов: 150 л
Состав смеси: 38% пропена и 62% этана
Решение:
1. Переведем проценты массы каждого газа в моли. Для этого воспользуемся молярной массой пропена (C3H6) - 42 г/моль и молярной массой этана (C2H6) - 30 г/моль.
Масса пропена (m(C3H6)) = 150 л * 0.38 * (42 г/моль) = 2394 г
Масса этана (m(C2H6)) = 150 л * 0.62 * (30 г/моль) = 5586 г
2. Найдем количество молей каждого газа, разделив их массу на молярную массу.
Количество молей пропена (n(C3H6)) = 2394 г / (42 г/моль) = 57 моль
Количество молей этана (n(C2H6)) = 5586 г / (30 г/моль) = 186 моль
3. Степень окисления одного моля пропена (-1), одного моля этана (-2). Для полного сжигания одного моля этана требуется 7/2 моль кислорода (О2), а для пропена - 5/2 моль О2.
4. Рассчитаем количество молей кислорода (О2), необходимых для сжигания каждого газа:
Количество молей кислорода для пропена (n(O2,C3H6)) = 57 моль * (5/2 моль О2/1 моль C3H6) = 142.5 моль О2
Количество молей кислорода для этана (n(O2,C2H6)) = 186 моль * (7/2 моль О2/1 моль C2H6) = 651.0 моль О2
5. Полное количество молей кислорода для сжигания смеси углеводородов:
Количество молей кислорода (n(O2,смесь)) = n(O2,C3H6) + n(O2,C2H6) = 142.5 моль О2 + 651.0 моль О2 = 793.5 моль О2
6. Так как объемная доля кислорода в воздухе составляет около 21%, найдем объем воздуха, необходимый для полного сжигания газовой смеси.
Объем воздуха (V(воздух)) = n(O2,смесь) / 0.21 = 793.5 моль О2 / 0.21 = 3783.33 л
Ответ:
Объем воздуха, необходимого для полного сжигания газовой смеси, составляет около 3783.33 л.