Вопрос школьника
Для зварювання та різання металів використовують суміш етину з киснем. Обчисліть, які об’єми цих газів треба взяти, щоб утворився такий об’єм карбон (ІV) оксиду (н. у.), який утвориться під час повного згоряння пропану кількістю речовини З моль
Ответ от учителя
Для розв’язання цієї задачі необхідно використати хімічну реакцію повного згоряння пропану:
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
За цією реакцією, для повного згоряння пропану необхідно 5 молей кисню на 1 моль пропану.
Отже, якщо ми маємо З моль пропану, то нам потрібно 5З молей кисню.
Також, за хімічною реакцією зварювання та різання металів, етин реагує з киснем у співвідношенні 1:2, тобто на 1 моль етину потрібно 2 молі кисню.
Отже, щоб утворився такий об’єм карбон (ІV) оксиду, який утвориться під час повного згоряння пропану кількістю речовини З моль, ми повинні взяти:
— 5З молей кисню (за реакцією згоряння пропану)
— 2 * 5З = 10З молей етину (за реакцією зварювання та різання металів)
Об’єм карбон (ІV) оксиду, який утвориться, залежить від умов, в яких відбувається реакція. Для розрахунку об’єму ми можемо використати ідеальний газовий закон:
V = nRT/P
де V — об’єм газу, n — кількість речовини в молях, R — універсальна газова стала, T — температура в Кельвінах, P — тиск.
Для карбон (ІV) оксиду, який має нормальні умови (н. у.), тиск дорівнює 1 атмосфері, а температура — 273 К.
Тому, якщо ми приймемо, що реакція відбувається за нормальних умов, то об’єм карбон (ІV) оксиду буде:
V = З * 8,31 * 273 / 1 = 6,78 * З л
Отже, щоб утворився такий об’єм карбон (ІV) оксиду (н. у.), який утвориться під час повного згоряння пропану кількістю речовини З моль, необхідно взяти 5З молей кисню та 10З молей етину. Об’єм карбон (ІV) оксиду буде дорівнювати 6,78 * З л.
