Вопрос школьника
Определить объем кислорода (н.у.) необходимый для полного сгорания 20 кг смеси пентана с метанолом, если массовая доля углерода в смеси равна 60%.
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать химическое уравнение реакции сгорания пентана с метанолом:
C5H12 + 3CH3OH → 4CO2 + 8H2O
Из уравнения видно, что для полного сгорания 1 моль пентана требуется 3 моля метанола. Также известно, что массовая доля углерода в смеси равна 60%, что означает, что на 100 граммов смеси приходится 60 граммов углерода.
Для решения задачи необходимо найти количество моль пентана в 20 кг смеси. Для этого необходимо разделить массу пентана на его молярную массу:
n(C5H12) = m(C5H12) / M(C5H12) = 20000 г / 72,15 г/моль = 277,2 моль
Так как для полного сгорания 1 моль пентана требуется 3 моля метанола, то для сгорания 277,2 моль пентана необходимо:
n(CH3OH) = 3 * n(C5H12) = 831,6 моль метанола
Далее необходимо найти количество моль кислорода, необходимое для сгорания 831,6 моль метанола и 277,2 моль пентана. Для этого необходимо умножить количество моль каждого вещества на коэффициент его участия в реакции:
n(O2) = 3 * n(CH3OH) + n(C5H12) = 3 * 831,6 моль + 277,2 моль = 2772 моль
Таким образом, для полного сгорания 20 кг смеси пентана с метанолом необходимо 2772 моль кислорода (н.у.).
