Дано: масса кремния = 10 г, содержание примесей в оксиде = 15%, объемный процент кислорода в воздухе при нормальных условиях (н.у.) = 21%.
Найти: объем кислорода (н.у.), необходимый для окисления кремния.
Решение:
1. Найдем массу чистого кремния, исключив массу примесей:
Масса чистого кремния = масса кремния - масса примесей
= 10 г - 10 г * 15% = 10 г - 1.5 г = 8.5 г
2. Далее определим количество молей кремния:
Мольная масса кремния (Si) = 28.09 г/моль
Количество молей Si = Масса кремния / Мольная масса кремния
= 8.5 г / 28.09 г/моль ≈ 0.302 моль
3. Затем найдем количество молей кислорода, необходимое для реакции с кремнием, учитывая, что каждый атом кремния соединяется с 2 атомами кислорода:
Количество молей O2 = 2 * Количество молей Si
= 2 * 0.302 моль = 0.604 моль
4. Теперь вычислим объем кислорода (н.у.), используя уравнение состояния идеального газа и условия нормальных условий (н.у.), где 1 моль газа занимает объем 22.4 л:
V(O2) = Количество молей O2 * Vm
= 0.604 моль * 22.4 л/моль
≈ 13.52 л
Ответ: Для окисления 10 г кремния до оксида, содержащего 15% примесей, потребуется примерно 13.52 л кислорода при нормальных условиях (н.у.).