Сколько газа по объему (н.у.) было используется при сжигании смеси, состоящей из 140 л (н.у.) метана, 30 л (н.у

Для решения данной задачи нам понадобится знание о составе воздуха, который мы будем использовать при сжигании смеси газов. Воздух состоит примерно на 79% из азота и на 21% из кислорода. При сжигании газов они взаимодействуют с кислородом из воздуха, образуя углекислый газ и воду.

Давайте разберемся с каждым газом по отдельности.

1. Метан (CH4):
При сжигании метана каждый молекул газа требует 2 молекулы кислорода. Уравнение реакции сгорания метана выглядит следующим образом:
CH4 + 2 O2 -> CO2 + 2 H2O
Это значит, что для полного сжигания 1 молекулы метана нам понадобится 2 молекулы кислорода.

В нашем случае у нас есть 140 л (н.у.) метана. Чтобы найти количество кислорода, мы должны:
- Узнать молярную массу метана (CH4): 12.01 (C) + 4 * 1.01 (H) = 16.05 г/моль
- Рассчитать количество молей метана: 140 л (н.у.) * (1 моль / 22.41 л (н.у.)) = 6.24 моль метана
- Рассчитать количество молей кислорода: 6.24 моль метана * 2 = 12.48 моль кислорода

Теперь, чтобы найти количество газа по объему (н.у.), мы должны:
- Рассчитать объем воздуха, который понадобится для сжигания кислорода: 12.48 моль кислорода * 22.41 л (н.у.) / 1 моль = 279.95 л (н.у.)
- Найденный объем воздуха будет также являться итоговым объемом метана (поскольку все метан полностью сгорает истекая воздух).

2. Этан (C2H6):
Для этана уравнение реакции сгорания выглядит следующим образом:
C2H6 + 3.5 O2 -> 2 CO2 + 3 H2O
Это значит, что для полного сжигания 1 молекулы этана нам понадобится 3.5 молекулы кислорода.

Рассчитаем количество молей этана в нашей смеси:
- Молярная масса этана (C2H6): 2 * 12.01 (C) + 6 * 1.01 (H) = 30.07 г/моль
- Количество молей этана: 30 л (н.у.) * (1 моль / 22.41 л (н.у.)) = 1.34 моль этана

Рассчитаем количество молей кислорода:
- Количество молей кислорода: 1.34 моль этана * 3.5 = 4.69 моль кислорода

Аналогично, рассчитаем объем воздуха, который понадобится для сжигания этана:
- Объем воздуха: 4.69 моль кислорода * 22.41 л (н.у.) / 1 моль = 104.94 л (н.у.)

3. Пропан (C3H8):
Уравнение реакции сгорания пропана выглядит следующим образом:
C3H8 + 5 O2 -> 3 CO2 + 4 H2O
Это значит, что для полного сжигания 1 молекулы пропана нам понадобится 5 молекул кислорода.

Рассчитаем количество молей пропана в нашей смеси:
- Молярная масса пропана (C3H8): 3 * 12.01 (C) + 8 * 1.01 (H) = 44.11 г/моль
- Количество молей пропана: 20 л (н.у.) * (1 моль / 22.41 л (н.у.)) = 0.89 моль пропана

Рассчитаем количество молей кислорода:
- Количество молей кислорода: 0.89 моль пропана * 5 = 4.45 моль кислорода

Рассчитаем объем воздуха, который понадобится для сжигания пропана:
- Объем воздуха: 4.45 моль кислорода * 22.41 л (н.у.) / 1 моль = 99.56 л (н.у.)

4. Бутан (C4H10):
Уравнение реакции сгорания бутана выглядит следующим образом:
C4H10 + 6.5 O2 -> 4 CO2 + 5 H2O
Это значит, что для полного сжигания 1 молекулы бутана нам понадобится 6.5 молекулы кислорода.

Рассчитаем количество молей бутана в нашей смеси:
- Молярная масса бутана (C4H10): 4 * 12.01 (C) + 10 * 1.01 (H) = 58.12 г/моль
- Количество молей бутана: 10 л (н.у.) * (1 моль / 22.41 л (н.у.)) = 0.43 моль бутана

Рассчитаем количество молей кислорода:
- Количество молей кислорода: 0.43 моль бутана * 6.5 = 2.79 моль кислорода

Рассчитаем объем воздуха, который понадобится для сжигания бутана:
- Объем воздуха: 2.79 моль кислорода * 22.41 л (н.у.) / 1 моль = 62.54 л (н.у.)

Теперь, чтобы найти общий объем воздуха, необходимый для сжигания всех газов, просто сложим все рассчитанные объемы воздуха:
279.95 л (н.у.) + 104.94 л (н.у.) + 99.56 л (н.у.) + 62.54 л (н.у.) = 546.99 л (н.у.)

Следовательно, чтобы сжечь всю данную смесь газов, необходимо использовать примерно 547 литров воздуха (нормальных условиях).