Какой объем кислорода потребуется для полного сжигания 5 литров бутана?

Бутан является одним из наиболее распространенных углеводородных газов, используемых в бытовых условиях, например, в газовых плитах. Для его полного сжигания необходим кислород. В данной статье мы рассмотрим, какой объем кислорода потребуется для полного сжигания 5 литров бутана.

Бутан и его сжигание

Бутан представляет собой горючий газ, который сжигается в наличии кислорода, образуя два основных продукта сгорания: углекислый газ (CO2) и вода (H2O). Химическое уравнение реакции полного сжигания бутана приведено ниже:

C4H10 + 6.5O2 -> 4CO2 + 5H2O

Из уравнения видно, что для полного сжигания бутана требуется 6.5 молекул кислорода на одну молекулу бутана.

Конвертирование объема бутана в количество молекул

Чтобы определить, сколько молекул бутана содержится в 5 литрах газа, необходимо знать его молярную массу. Молярная масса бутана равна примерно 58 г/моль.

Используя формулу объем = масса / плотность, мы можем определить массу 5 литров бутана:

масса = объем × плотность

Если плотность бутана принята равной 2.48 г/л, то масса 5 литров бутана будет:

масса = 5 л × 2.48 г/л = 12.4 г

Чтобы узнать количество молекул бутана, разделим массу на молярную массу:

количество молекул = масса / молярная масса

количество молекул = 12.4 г / 58 г/моль ≈ 0.214 моль

Расчет объема кислорода

Теперь, зная количество молекул бутана, мы можем рассчитать, какой объем кислорода потребуется для его полного сжигания. Коэффициент соотношения между бутаном и кислородом в уравнении реакции показывает, что для одной молекулы бутана требуется 6.5 молекул кислорода.

Таким образом, объем кислорода будет:

объем кислорода = количество молекул бутана × коэффициент соотношения

объем кислорода = 0.214 моль × 6.5 ≈ 1.391 литр

Выводы

Полное сжигание 5 литров бутана требует примерно 1.391 литра кислорода. Эта информация носит теоретический характер и может быть полезной для понимания процесса горения газов. Однако, в реальных условиях использования бутана обычно используются стандартные горелки смешанных газов, и точное количество кислорода для полного сжигания может отличаться в зависимости от конкретного оборудования.