7. Определите объём воздуха, который необходим для полного сжигания бутана С4Н10 массой 10 кг.

Дано:

m(CX4HX10)=10кг=103г;m(\ce{C4H10})=10\,кг=10^3\,г;

Vm=22.4дм3/моль.V_\ce{m}=22.4\,дм^3/моль.

Найти:

V(возд.)?V(возд.)-?

Решение:

Составим уравнение химической реакции:

2CX4HX10+13OX28COX2+10HX2O.\ce{2C4H10}+\ce{13O2}\rightarrow \ce{8CO2}+\ce{10H2O}.

Вычислим химическое количество бутана:

n(CX4HX10)=m(CX4HX10)M(CX4HX10);n(\ce{C4H10})=\dfrac{m(\ce{C4H10})}{M(\ce{C4H10})};

n(CX4HX10)=103124+110=172моль.n(\ce{C4H10})=\dfrac{10^3}{12\cdot 4+1\cdot 10}=172\,моль.

Найдём объём бутана:

V(CX4HX10)=n(CX4HX10)Vm;V(\ce{C4H10})=n(\ce{C4H10})\cdot V_\ce{m};

V(CX4HX10)=17222.4=3.9м3.V(\ce{C4H10})=172\cdot 22.4=3.9\,м^3.

Используя объёмные отношения газов, вычислим объём кислорода, который необходим для сжигания бутана:

V(CX4HX10)V(OX2)=213;\dfrac{V(\ce{C4H10})}{V(\ce{O2})}=\dfrac{2}{13};

V(OX2)=V(CX4HX10)132;V(\ce{O2})=\dfrac{V(\ce{C4H10})\cdot 13}{2};

V(OX2)=3.9132=25.4м3.V(\ce{O2})=\dfrac{3.9\cdot 13}{2}=25.4\,м^3.

Доля кислорода в воздухе равна 21%, найдем объём воздуха, необходимый для сжигания бутана:

V(возд.)25.4100%21%=120м3.V(возд.)\dfrac{25.4\cdot 100\%}{21\%}=120\,м^3.

Ответ: 120м3.120\,м^3.