Объем воздуха для сгорания смеси метана и этана
Вычислите объём воздуха, необходимого для сгорания смеси газов, содержащей 8 моль метана и 6 моль этана (н. у.).
Дано
`n(CH_4) = 8 text{ моль}`
`n(C_2H_6) = 6 text{ моль}`
`φ(O_2) = 21%`
Найти
`V(воздуха) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения реакций горения метана и этана:
`CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O`
`2C_2H_6 + 7O_2 = 4CO_2 + 6H_2O`
Согласно уравнению реакции горения метана, количество вещества кислорода в 2 раза больше количества метана:
`n_1(O_2) = 2*n(CH_4) = 2*8 = 16 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции горения этана, количество вещества кислорода в 3.5 раза больше количества этана:
`n_2(O_2) = (7*n(C_2H_6))/2 = (7*6)/2 = 21 text{ моль}`
Найдём общее количество вещества кислорода:
`n(O_2) = n_1(O_2) + n_2(O_2) = 16 + 21 = 37 text{ моль}`
Найдём объём кислорода при н.у.:
`V(O_2) = n(O_2)*V_m = 37*22.4 = 828.8 text{ л}`
Рассчитаем объём воздуха, содержащий найденный объём кислорода:
`V(воздуха) = (100*V(O_2))/(φ(O_2)) = (100*828.8)/21 = 3947 text{ л}`
Ответ
`V(воздуха) = 3947 text{ л}`