Относительная плотность по водороду смеси этана и пропана равна 18,85. Вычислите объем кислорода (н.у.), необходимого для сгорания 5,6 л данной смеси.
1. Мср(смеси)= 18,85⋅2=37,7 г/моль
Пусть в смеси содержится х моль этана и у моль пропана. Тогда пользуясь определением средней молярной массы, можно записать соотношение: Мср= 30x + 44y / x+y =37,7 откуда х= 0,82у
2. Мольная доля этана в смеси равна х/х+у=0,4505 или 45,05%
по закону Авогадро объемная доля газа в смеси равна его мольной доле.
Таким образом объем этана составит: V(С2Н6)=5,6⋅0,4505=2,52 л, соответственно объем пропана будет равен: V(С3Н8)= 5,6 – 2,52 = 3,08 л
3. Напишем уравнения реакции горения:
2С2Н6 + 7О2 = 4СО2 + 6Н2О (1)
С3Н8 + 5О2 = 3СО2 + 4Н2О (2)
4. Рассчитаем количества веществ этана и пропана:
n(С2Н6) = V(С2Н6)/Vm = 2,52/22,4= 0,1125 моль
n(С3Н8)= V(С3Н8)/Vm = 3,08/22,4 = 0,1375 моль
5. По уравнению реакции (1) n1(O2)/n(С2Н6) = 7/2, следовательно,
n1(O2)= 7 n(C2H6) / 2 = 0.1125 7 / 2 =0,3938 моль
По уравнению реакции (2) n2(O2)/n(С3Н8) = 5/1, следовательно,
n2(O2)= n(С3Н8)⋅5 = 0,1375 ⋅5 = 0,6875 моль
nобщ(O2)= n1(O2) + n2(O2)= 0,3938 +0,6875= 1,0813 моль
6. Вычислим объем необходимого для сгорания смеси кислорода:
V(O2) = nобщ(O2)⋅Vm = 1,0813⋅22,4 = 24,22 л
Ответ: V(O2) =24,22 л