Задание № 12 Определить объем воздуха, необходимого для сгорания 25 м3 газообразного бутана (С4Н10). Горение протекает при температуре 293 К и давлении 95865 Па. Определить химический состав (об. %) и объем продуктов сгорания (Решение → 5751)

Заказ №38757

Задание № 12 Определить объем воздуха, необходимого для сгорания 25 м3 газообразного бутана (С4Н10). Горение протекает при температуре 293 К и давлении 95865 Па. Определить химический состав (об. %) и объем продуктов сгорания

Решение: Дано: V(C4H10) = 25 м 3 Т = 293 К р = 95865 Па Решение: Согласно уравнению Менделеева-Клапейрона, количество моль газообразного бутана равно: p ·V = n·R·T, где р – давление, V – объём, n – количество вещества, R – универсальная газовая постоянная (равная 8.314 Дж/моль·К), Т – температура. Количество моль бутана равно: n = 𝑝∙𝑉 𝑅∙𝑇 = 95865∙25 8.314∙293 = 983.84 (моль) Соответственно, масса вещества определяется как: n (C4H10) = 𝑚(𝐶4𝐻10) 𝑀(𝐶4𝐻10) , где М – молярная масса вещества, равная М = 12·4 + 10·1 = 58 (г/моль) Тогда масса равна: m = n·M(C4H10) = 983.84·58 = 57063 (г) = 57.063 (кг) Запишем уравнение реакции горения бутана, согласно которому вычислим массу воздуха, необходимого для сгорания: 57063 г Х г С4Н10 + 6.5О2 → 4СО2 + 5Н2О 58 6.5·32 = 208 Составим пропорцию: 57063 58 = Х 208 Х = 57063∙208 58 = 204640 (г) = 204.64 (кг) То есть масса кислорода равна: m(O2) = 204.64 кг количество моль кислорода равно: n (O2) = 𝑚(𝑂2) 𝑀(𝑂2) = 204640 32 = 6395 (моль) Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, вычислим объём кислорода: V = 𝑛∙𝑅∙𝑇 𝑝 = 6395∙8.314∙293 95865 = 162.5 (м3 ) Соответственно, объёмы продуктов сгорания равны: V(CO2) = 4 моль СО2∙𝑉(𝐶4𝐻10) 1 моль С4Н10 = 4∙25 1 = 100 (м 3 ) V(H2O) = 5 моль 𝐻2𝑂∙𝑉(𝐶4𝐻10) 1 моль С4Н10 = 5∙25 1 = 125 (м 3 )