Каковы объемы кислорода и воздуха, требующиеся для окисления 4,5 литров бутена? С4H8 + 6O2 = 4CO2 + 4H2O

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать уравнение реакции горения бутена:

C4H8 + 6O2 → 4CO2 + 4H2O

Мы знаем, что объем бутена составляет 4,5 литра. Нам нужно определить объемы кислорода и воздуха (состоящего главным образом из кислорода), необходимые для полного окисления этого объема бутена.

Перед тем, как мы начнем расчет, давайте проверим, что наше уравнение реакции сбалансировано. Как видно из уравнения, каждый молекул бутена C4H8 требует 6 молекул кислорода O2 для полного окисления.

Теперь давайте перейдем к расчету объема кислорода. Для этого мы должны знать соотношение между объемами газовых веществ и количеством веществ, выраженным в молях. Для идеального газа это соотношение задается законом Шарля:

V1 / n1 = V2 / n2,

где V1 и V2 - объемы, n1 и n2 - количество веществ.

Так как соединение между C4H8 и CO2 является пропорциональным, мы можем сказать, что объемы газов также пропорциональны количествам веществ.

Теперь мы можем составить пропорцию между объемом бутена и объемом кислорода:

4,5 / 1 = V_O2 / 6,

где 4,5 - объем бутена в литрах, 1 - количество молекул бутена, V_O2 - объем кислорода в литрах, 6 - количество молекул кислорода.

Решая эту пропорцию, получаем значение объема кислорода:

V_O2 = (4,5 * 6) / 1 = 27 литров кислорода.

Теперь, чтобы определить объем воздуха, требующийся для полного окисления бутена, мы можем использовать соотношение объема и количества веществ относительно кислорода:

V_воздуха = V_O2 + V_других_газов,

где V_воздуха - объем воздуха, V_O2 - объем кислорода.

Однако, кроме кислорода, воздух также содержит другие газы, такие как азот и диоксид углерода. Чтобы учесть это, мы должны знать процентное содержание кислорода в воздухе.

Воздух состоит примерно из 21% кислорода, 78% азота и 1% других газов. Это означает, что в 100 литрах воздуха содержится около 21 литра кислорода.

Таким образом, объем других газов составляет:

V_других_газов = 100 - 21 = 79 литров.

Теперь мы можем определить итоговый объем воздуха:

V_воздуха = V_O2 + V_других_газов = 27 + 79 = 106 литра.

Таким образом, для полного окисления 4,5 литров бутена потребуется 27 литров кислорода и 106 литров воздуха.