Як називається суміш пальмітинової та стеаринової кислот і для чого її використовують? Які реакції повного згоряння

Суміш пальмітинової та стеаринової кислот називається стеаропальмитиновою сумішшю або просто стеарином. Її використовують для виготовлення свічок та мила, так як вона має високу твердість при кімнатній температурі і неперервне горіння.

Реакція повного згоряння пальмітинової кислоти має такий вигляд:
\[
\ce{C15H31COOH + 23O2 -> 16CO2 + 15H2O}
\]
Реакція повного згоряння стеаринової кислоти виглядає наступним чином:
\[
\ce{C17H35COOH + 25O2 -> 18CO2 + 17H2O}
\]
В обох реакціях продуктами є вуглекислий газ (\ce{CO2}) та вода (\ce{H2O}).

Тепер перейдемо до обчислень. Для першого завдання, де потрібно визначити об"єм кисню (н.у.) для спалювання свічки масою 200 г, ми можемо використовувати масівні співвідношення стеаринової та пальмітинової кислот. Згідно з умовою, маси цих кислот однакові, тому ми можемо припустити, що вмістяться вони в одній молекулі стеарину. Тому молекулярна маса стеаринової кислоти (C17H35COOH) буде дорівнювати молекулярній масі стеарину (розрахованої як сума молекулярних мас окисленої частини і частини або маси однієї з кислот - пальмітинової чи стеаринової).

Враховуючи розрахунки молекулярних мас, можна розрахувати кількість моль стеарину в 200 г:
\[
n = \frac{m}{M}
\]
де \(n\) - кількість моль, \(m\) - маса речовини, \(M\) - молекулярна маса речовини.

Розрахунком отримуємо:
\[
n = \frac{200 \, \text{г}}{284 \, \text{г/моль}} \approx 0.704 \, \text{моль}
\]
Так як стеарин містить 25 молекул стеаринової кислоти та 4 молекули пальмітинової кислоти, ми отримаємо:
\[
n_{\ce{C17H35COOH}} = 0.704 \, \text{моль} \times 25 \approx 17.6 \, \text{моль стеаринової кислоти}
\]
\[
n_{\ce{C15H31COOH}} = 0.704 \, \text{моль} \times 4 \approx 2.816 \, \text{моль пальмітинової кислоти}
\]

За допомогою вище наведених реакцій, ми визначаємо кількість виходу \(CO2\) та \(H2O\) в молекулярних молях.

Для стеаринової кислоти:
\[
n_{\ce{CO2}} = 17.6 \, \text{моль} \times 18 = 316.8 \, \text{моль \(CO2\)}
\]
\[
n_{\ce{H2O}} = 17.6 \, \text{моль} \times 17 = 299.2 \, \text{моль \(H2O\)}
\]

Для пальмітинової кислоти:
\[
n_{\ce{CO2}} = 2.816 \, \text{моль} \times 16 = 45.056 \, \text{моль \(CO2\)}
\]
\[
n_{\ce{H2O}} = 2.816 \, \text{моль} \times 15 = 42.24 \, \text{моль \(H2O\)}
\]

Тепер ми можемо порахувати кількість кисню (\(O2\)), яка потрібна для спалювання даної кількості стеарину. Реакції повного згоряння дають відношення 25 молекул кислоти до 23 молекул \(O2\) для стеаринової кислоти та 4 молекули кислоти до 23 молекул \(O2\) для пальмітинової кислоти.

Тепер, щоб перевести молекулярні молі в об"єми, нам потрібно використовувати пропорції між величинами об"єму, температурою та кількістю речовини. Оскільки \(22.4\) літри \(O2\) містяться в моль \(O2\) при нормальних умовах, ми можемо розрахувати відповідний об"єм кисню.

Розрахунок для стеаринової кислоти:
\[
V_{\ce{O2}} = \frac{n_{\ce{O2}}}{n_{\ce{C17H35COOH}}} \times 22.4
\]
\[
V_{\ce{O2}} = \frac{316.8 \, \text{моль \(CO2\)}}{17.6 \, \text{моль \(C17H35COOH\)}} \times 22.4 \approx 375.2 \, \text{л \(O2\)}
\]

Розрахунок для пальмітинової кислоти:
\[
V_{\ce{O2}} = \frac{n_{\ce{O2}}}{n_{\ce{C15H31COOH}}} \times 22.4
\]
\[
V_{\ce{O2}} = \frac{45.056 \, \text{моль \(CO2\)}}{2.816 \, \text{моль \(C15H31COOH\)}} \times 22.4 \approx 358.4 \, \text{л \(O2\)}
\]

Таким чином, для спалювання свічки масою 200 г стеарину, нам потрібно приблизно 375.2 літрів кисню (н.у.).

Отже, щоб зрозуміти, який об"єм повітря необхідний для спалювання свічки, нам потрібно розрахувати вміст кисню в повітрі. Оскільки кисень становить приблизно 21% об"єму повітря, ми можемо визначити кількість повітря, необхідного для спалювання свічки:

\[
V_{\text{повітря}} = \frac{V_{O2}}{0.21}
\]
\[
V_{\text{повітря}} = \frac{375.2 \, \text{л}}{0.21} \approx 1786.5 \, \text{л}
\]

Тому для спалювання свічки масою 200 г стеарину необхідний приблизно об"єм повітря 1786.5 літрів.