Химия, воздух, относительная плотность

Дано:
- Относительная плотность смеси метана и силана по водороду (н₂) равна 12.
- Объем смеси равен 22,4 л (н.у.).

Нам нужно вычислить объем воздуха (н.у.), который потребуется для полного сгорания исходной смеси.

Для решения этой задачи важно знать, что сгорание метана происходит по следующему уравнению:

CH₄ + 2O₂ -> CO₂ + 2H₂O

Из уравнения видно, что для полного сгорания 1 моль метана требуется 2 моля кислорода.

Первым шагом найдем количество молей относительно водорода в смеси метана и силана.

Поскольку относительная плотность смеси по водороду (н₂) равна 12, это означает, что смесь в 12 раз плотнее водорода.

Таким образом, отношение объема смеси к объему водорода будет равно 12:1.

Объем водорода в смеси метана и силана составляет 1/13 от общего объема смеси:

Объем водорода = (1/13) * 22,4 л = 1,72 л (н.у.)

Так как в соотношении сгорания метана и силана требуется 2 моля кислорода на 1 моль метана, то для сгорания 1,72 л водорода потребуется 3,44 л кислорода.

Теперь рассмотрим состав воздуха. Воздух состоит примерно из 21% кислорода и 79% азота.

Объем кислорода в воздухе равен 21% от 22,4 л (н.у.):

Объем кислорода = (21/100) * 22,4 л = 4,704 л (н.у.)

Таким образом, объем воздуха, необходимый для полного сгорания исходной смеси метана и силана, составляет 3,44 л кислорода + 4,704 л азота = 8,144 л (н.у.).