Для сжигания смеси метана и пропана объемом 10 л потребовалось 44л кислорода. Определите объемные и массовые доли газов в сожжённой смеси.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Сначала определим количество выделившегося углекислого газа (CO2) при сжигании смеси метана и пропана:

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O

Тогда для сгорания 10 л смеси при объеме кислорода 44 л выделилось 20 л CO2 и 24 л CO2 соответственно.

Далее определим объемные доли газов в сожженной смеси:

Общий объем газов = объем метана + объем пропана + объем CO2 + объем H2O + объем оставшегося кислорода = 10 л + 0 л + 20 л + 0 л + (44 л - 10 л - 20 л) = 44 л

Объемная доля метана = объем метана / общий объем газов = 10 л / 44 л ≈ 0,2273 или около 22,73%
Объемная доля пропана = объем пропана / общий объем газов = 0 л / 44 л = 0%
Объемная доля CO2 = объем CO2 / общий объем газов = 20 л / 44 л ≈ 0,4545 или около 45,45%
Объемная доля H2O = объем H2O / общий объем газов = 0 л / 44 л = 0%
Объемная доля оставшегося кислорода = объем оставшегося кислорода / общий объем газов = (44 л - 10 л - 20 л) / 44 л ≈ 0,3182 или около 31,82%

Теперь определим массовые доли газов в сожженной смеси:

Зная, что молярная масса метана (СН4) равна 16 г/моль, пропана (C3H8) равна 44 г/моль, кислорода (O2) равна 32 г/моль, углекислого газа (CO2) равна 44 г/моль и воды (H2O) равна 18 г/моль, можно вычислить массовые доли:

Масса метана = объем метана плотность метана = 10 16 = 160 г
Масса пропана = объем пропана плотность пропана = 0 44 = 0 г
Масса CO2 = объем CO2 плотность CO2 = 20 44 = 880 г
Масса H2O = объем H2O плотность H2O = 0 18 = 0 г
Масса оставшегося кислорода = объем оставшегося кислорода плотность кислорода = (44 - 10 - 20) 32 = 448 г

Общая масса газов = 160 г + 0 г + 880 г + 0 г + 448 г = 1488 г

Массовая доля метана = масса метана / общая масса газов ≈ 160 г / 1488 г ≈ 0,1075 или около 10,75%
Массовая доля пропана = масса пропана / общая масса газов ≈ 0 г / 1488 г = 0%
Массовая доля CO2 = масса CO2 / общая масса газов ≈ 880 г / 1488 г ≈ 0,5914 или около 59,14%
Массовая доля H2O = масса H2O / общая масса газов ≈ 0 г / 1488 г = 0%
Массовая доля оставшегося кислорода = масса оставшегося кислорода / общая масса газов ≈ 448 г / 1488 г ≈ 0,3011 или около 30,11%