дано:
- масса бензина m_бензина = 1,450 г
- увеличение массы раствора после сгорания газов m_продукты = 4,48 г
- объемная доля кислорода в воздухе V_O2 = 21,0 %
- масса бензина для второго расчета m_бензина_2 = 800 г
найти:
- массу воздуха, необходимую для полного сжигания бензина массой 800 г
решение:
1. Для начала определим количество вещества бензина, которое сгорело в первом опыте. Предположим, что бензин состоит из октана (C8H18). Его молекулярная масса M_C8H18 = 114 г/моль.
2. Рассчитаем количество моль бензина в первом опыте:
n_бензина = m_бензина / M_C8H18 = 1,450 / 114 ≈ 0,0127 моль.
3. Уравнение реакции сгорания октана:
2 C8H18 + 25 O2 → 16 CO2 + 18 H2O.
4. Из уравнения видно, что 2 моль октана требуют 25 моль кислорода для полного сгорания. Количество моль кислорода, необходимое для сжигания 0,0127 моль бензина:
n_O2 = (25 / 2) * n_бензина = (25 / 2) * 0,0127 ≈ 0,159 моль.
5. Теперь найдем массу кислорода, необходимую для этого количества:
M_O2 = 32 г/моль.
m_O2 = n_O2 * M_O2 = 0,159 * 32 ≈ 5,088 г.
6. В воздухе содержание кислорода составляет 21%. Следовательно, для получения необходимого количества кислорода мы можем использовать следующую формулу для нахождения массы воздуха:
m_воздуха = m_O2 / (V_O2 / 100) = m_O2 / 0,21.
7. Подставим значения:
m_воздуха = 5,088 / 0,21 ≈ 24,26 г.
8. Теперь рассчитаем, сколько воздуха потребуется для сжигания 800 г бензина. Найдем количество моль бензина:
n_бензина_2 = m_бензина_2 / M_C8H18 = 800 / 114 ≈ 7,017 моль.
9. Теперь найдем необходимое количество кислорода для 800 г бензина:
n_O2_2 = (25 / 2) * n_бензина_2 = (25 / 2) * 7,017 ≈ 87,71 моль.
10. Рассчитаем массу кислорода:
m_O2_2 = n_O2_2 * M_O2 = 87,71 * 32 ≈ 2806,72 г.
11. Находим массу воздуха, необходимую для данного количества кислорода:
m_воздуха_2 = m_O2_2 / 0,21 ≈ 2806,72 / 0,21 ≈ 13314,43 г.
ответ:
Масса воздуха, необходимая для полного сжигания бензина массой 800 г, составляет примерно 13314,43 г.