Для сжигания 100 л природного газа, состоящего из метана и этана, потребовалось 1024 л воздуха, содержащего 21% кислорода (по объему). Определите состав (в % по объему) природного газа.
1. Запишем уравнения реакций горения газов:
СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О (1)
С2Н6 + 3,5О2 = 2СО2 + 3Н2О (2)
2. Найдем объем кислорода содержащегося в воздухе:
V(O2) = V(воздуха)⋅ φ(О2)=1024⋅0,21 = 215,04 л
3. Согласно уравнением реакции горения газов объем кислорода равен:
по реакции (1) 2V(СН4), по реакции (2) 3,5V(С2Н6);
суммарный объем кислорода составит: 2V(СН4)+ 3,5V(С2Н6) =215,04 л.
4. Обозначим Х, л — объем метана, тогда 100-Х,л – объем этана
Составим уравнение: 2Х + 3,5(100-Х)=215,04
Отсюда Х=90
Значит, объем метана в смеси составляет 90л, а объем этана 100-90=10 л
5. Объемная доля метана в смеси составит:
φ(СН4) = V(СН4) / V(СН4+С2Н6)= 90/100=0,9 или 90%
φ(С2Н6) = V(С2Н6) / V(СН4+С2Н6)= 90/10 = 0,1 или 10%