Скільки повітря буде використано при згорянні 345 г етанолу?

Чтобы решить задачу, нам понадобится знать химическое уравнение реакции горения этанола и его молярную массу.

Химическое уравнение горения этанола:

$$C_2{H}_{5}OH+O_2\to C{O}_2+H_{2}O$$

Молярная масса этанола (C2H5OH) равна 46 г/моль.

Шаг 1: Вычисляем количество молей этанола.
Для этого нам нужно разделить массу этанола на его молярную массу:

$$\text{моль}=\frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}}=\frac{345\text{г}}{46\text{г/моль}}\approx 7,500\text{моль}$$

Шаг 2: Определяем соотношение между этанолом и кислородом в химическом уравнении.

Из уравнения реакции горения этанола видно, что на каждый молекулу этанола требуется две молекулы кислорода. То есть, соотношение этанола к кислороду равно 1:2.

Шаг 3: Вычисляем количество молекул кислорода, необходимых для сжигания данного количества этанола.

Масса кислорода можно вычислить, умножив количество молей этанола на соотношение между этанолом и кислородом:

$$\text{масса кислорода}=\text{количество моль этанола}\times \text{соотношение этанола к кислороду}\times \text{молярная масса кислорода}$$

Молярная масса кислорода равна 32 г/моль.

$$\text{масса кислорода}=7,500\text{моль}\times \frac{2}{1}\times 32\text{г/моль}\approx 480,000\text{г}$$

Шаг 4: Переводим массу кислорода в количество молей.

$$\text{количество молей кислорода}=\frac{\text{масса кислорода}}{\text{молярная масса кислорода}}=\frac{480,000\text{г}}{32\text{г/моль}}\approx 15,000\text{моль}$$

Шаг 5: Ответ.

Поскольку кислород - это газ, который находится воздухе, давайте посчитаем, сколько воздуха будет использовано при горении этанола.

Из предыдущего шага мы знаем, что требуется 15,000 моль кислорода. Из подсчетов известно, что в каждой молекуле кислорода содержится два атома кислорода. То есть, количество молекул кислорода равно:

$$\text{количество молекул кислорода}=15,000\text{моль}\times 6.022\times {10}^{23}\text{молекул/моль}\approx 9.033\times {10}^{27}\text{молекул}$$

Поскольку в химическом уравнении говорится, что на каждую молекулу этанола требуется две молекулы кислорода, то количество молекул этанола будет равно:

$$\text{количество молекул этанола}=\frac{\text{количество молекул кислорода}}{2}=\frac{9.033\times {10}^{27}\text{молекул}}{2}=4.5165\times {10}^{27}\text{молекул}$$

Таким образом, при сгорании 345 г этанола будет использовано примерно 9.033 x 10^27 молекул кислорода и 4.5165 x 10^27 молекул этанола.