Горение бутана: расчёт объёма кислорода для полного сгорания
Бутан является углеводородным газом, который широко используется в быту и промышленности. Он часто используется для заправки горючих баллонов, используемых для приготовления пищи или для нагрева помещений. Однако при неправильном использовании баллона с бутаном может произойти авария, вызванная взрывом газа.
Одним из способов предотвращения такой аварии является правильное использование газового баллона. Для этого необходимо знать, какой объём кислорода следует использовать для полного сгорания бутана. Рассмотрим этот вопрос более подробно.
Химический состав бутана
Бутан имеет формулу C4H10. При горении бутана, он реагирует с кислородом, образуя CO2 и H2O:
C4H10 + 13/2 O2 = 4 CO2 + 5 H2O
Расчёт объёма кислорода
Из уравнения химической реакции следует, что для полного сгорания одного моля бутана нужно 13/2 молей кислорода. Это означает, что для полного сгорания бутана нужно достаточное количество кислорода, чтобы можжно было реагировать с каждым атомом углерода и водорода в молекуле бутана.
Теперь мы можем использовать это знание, чтобы вычислить, какой объём кислорода требуется для полного сгорания определённого объёма бутана. Для этого нужно найти количество молов бутана и умножить его на 13/2, чтобы найти количество молов кислорода. Затем мы можем умножить это число на молярный объём кислорода при нормальных условиях (22,4 л/моль), чтобы найти объём кислорода, требуемый для полного сгорания этого объёма бутана.
Для примера рассмотрим, какой объём кислорода требуется для полного сгорания 11,2 л бутана. Для этого вначале нужно найти количество молов бутана. Это можно сделать, поделив объём бутана на его молярный объём при нормальных условиях (24,5 л/моль):
n = V / Vm = 11.2 л / 24.5 л/моль = 0.457 моль
Затем, умножим это число на 13/2, чтобы найти количество молов кислорода:
n(O2) = n(C4H10) x 13/2 = 0.457 моль x 13/2 = 1.871 моль
Наконец, мы можем умножить это число на молярный объём кислорода при нормальных условиях, чтобы найти объём кислорода:
V(O2) = n(O2) x Vm = 1.871 моль x 22.4 л/моль = 41.91 л
Таким образом, для полного сгорания 11,2 л бутана необходимо 41.91 л кислорода.
Заключение
Правильное использование газовых баллонов с бутаном является очень важным фактором, который необходимо учитывать. Расчёт объёма кислорода для полного сгорания бутана является важной составляющей безопасности использования этого газа. Важно помнить, что при работе с газовыми баллонами всегда необходимо соблюдать все меры предосторожности.