Вопрос школьника
Какой объем (н. у.) оксида углерода (IV) образуется при горении гексана массой 500 г, если массовая доля негорючих примесей в этом образце гексана составляет 8%?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение реакции горения гексана:
C6H14 + 19/2 O2 → 6 CO2 + 7 H2O
Из уравнения видно, что при горении одного моля гексана образуется 6 молей CO2. Также известно, что массовая доля углерода в CO2 составляет 27,3%, а молярная масса CO2 равна 44 г/моль.
Для начала необходимо определить количество гексана в образце, учитывая массовую долю негорючих примесей. Масса негорючих примесей составляет 8% от массы образца:
Масса негорючих примесей = 0,08 × 500 г = 40 г
Масса гексана в образце:
Масса гексана = 500 г — 40 г = 460 г
Далее необходимо определить количество молей гексана в образце:
n(C6H14) = масса гексана / молярная масса гексана
n(C6H14) = 460 г / 86 г/моль = 5,35 моль
Таким образом, при горении 5,35 моль гексана образуется:
n(CO2) = 6 × n(C6H14) = 6 × 5,35 моль = 32,1 моль
Масса CO2, образующегося при горении гексана:
Масса CO2 = n(CO2) × молярная масса CO2
Масса CO2 = 32,1 моль × 44 г/моль = 1412,4 г
Но необходимо учесть, что в образце содержится негорючие примеси, которые не участвуют в реакции горения. Поэтому объем CO2, образующегося при горении гексана, будет меньше на величину объема негорючих примесей, которые занимают место в образце.
Объем негорючих примесей можно определить, зная их массу и плотность. Предположим, что плотность негорючих примесей равна плотности воды (1 г/мл). Тогда объем негорючих примесей:
Объем негорючих примесей = масса негорючих примесей / плотность
Объем негорючих примесей = 40 г / 1 г/мл = 40 мл
Таким образом, объем CO2, образующегося при горении гексана, будет равен:
Объем CO2 = масса CO2 / плотность CO2 — объем негорючих примесей
Объем CO2 = 1412,4 г / 1,98 г/л — 40 мл = 707 л
Ответ: объем (н. у.) оксида углерода (IV), образующегося при горении гексана массой 500 г, составляет 707 л.
