дано:
- объем газовой смеси CO и CO2 = 35,68 дм3
- объемная доля CO2 = 46,8%
найти:
- объем (н. у.) кислорода, затраченный на сжигание смеси метана с этаном
решение:
1. Найдем объем CO2 в газовой смеси:
V(CO2) = 35,68 дм3 * 0,468 = 16,7 дм3
2. Найдем объем CO в газовой смеси:
V(CO) = V(газовая смесь) - V(CO2) = 35,68 дм3 - 16,7 дм3 = 18,98 дм3
3. Запишем уравнения реакций сжигания метана и этана:
Для метана:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
Для этана:
C2H6 + 7/2 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
4. Теперь переведем объемы в моль (при н. у. 1 моль газа занимает 22,4 дм3):
n(CO2) = V(CO2) / 22,4 = 16,7 дм3 / 22,4 дм3/моль = 0,744 моль
n(CO) = V(CO) / 22,4 = 18,98 дм3 / 22,4 дм3/моль = 0,847 моль
5. По уравнению реакции для метана и этана определим, сколько кислорода требуется:
Для получения 1 моля CO из углерода необходимо 0,5 моль O2.
Таким образом, для n(CO) нужно:
n(O2 из CO) = 0,5 * n(CO) = 0,5 * 0,847 = 0,424 моль
Для производства 1 моля CO2 требуется 1 моль O2.
Таким образом, для n(CO2) нужно:
n(O2 из CO2) = n(CO2) = 0,744 моль
6. Сложим количество кислорода, необходимого для образования CO и CO2:
n(O2 всего) = n(O2 из CO) + n(O2 из CO2)
n(O2 всего) = 0,424 + 0,744 = 1,168 моль
7. Найдем объем кислорода при н. у.:
V(O2) = n(O2 всего) * 22,4 дм3/моль = 1,168 моль * 22,4 дм3/моль = 26,19 дм3
ответ:
объем кислорода, затраченный на сжигание смеси метана с этаном, составляет 26,19 дм3.