Дано:
Объем смеси (V) = 14,3 дм3
Массовая доля кислорода (w(O2)) = 7 * w(O3)
Найти:
Максимальная масса этана (C2H6), которую можно окислить.
Решение:
1. Обозначим массовую долю озона как w(O3). Тогда:
w(O2) = 7 * w(O3)
Сумма массовых долей равна 1:
w(O2) + w(O3) = 1
7 * w(O3) + w(O3) = 1
8 * w(O3) = 1
w(O3) = 1 / 8 = 0,125
w(O2) = 7 * w(O3) = 7 / 8 = 0,875
2. Определим объем озона и кислорода в смеси:
V(O3) = w(O3) * V = 0,125 * 14,3 дм3 ≈ 1,79 дм3
V(O2) = w(O2) * V = 0,875 * 14,3 дм3 ≈ 12,52 дм3
3. Найдем количество моль каждого газа:
n(O3) = V(O3) / 22,4 дм3/моль ≈ 1,79 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,0799 моль
n(O2) = V(O2) / 22,4 дм3/моль ≈ 12,52 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,559 моль
4. Уравнение реакции окисления этана (C2H6) с кислородом (O2) выглядит следующим образом:
2 C2H6 + 7 O2 → 4 CO2 + 6 H2O
5. Из уравнения видно, что на 2 моля этана требуется 7 молей кислорода. Найдем, сколько молей этана может быть окислено:
n(C2H6) = (2/7) * n(O2) = (2/7) * 0,559 моль ≈ 0,160 моль
6. Теперь найдем массу этана (C2H6):
Молярная масса этана (M(C2H6)) = 2 * 12,01 г/моль + 6 * 1,008 г/моль ≈ 30,07 г/моль
m(C2H6) = n(C2H6) * M(C2H6) ≈ 0,160 моль * 30,07 г/моль ≈ 4,81 г
Ответ:
Максимальная масса этана, которую можно окислить, составляет примерно 4,81 г.