Яким буде об єм кисню, що споживається, та об єм вуглекислого газу, що утворюється під час горіння 5 грамів гліцеролу?

Задача: Яким буде об"єм кисню, що споживається, та об"єм вуглекислого газу, що утворюється під час горіння 5 грамів гліцеролу?

Для розв"язання цієї задачі нам потрібно знати хімічну формулу гліцеролу та збалансовану реакцію його горіння.

Гліцерол має хімічну формулу \(\text{C}_3\text{H}_8\text{O}_3\). Щоб знайти об"єм кисню, що споживається, ми маємо знати стехіометричне співвідношення між гліцеролом та киснем під час горіння. За збалансованою реакцією знаходимо, що кожна молекула гліцеролу спалюється за утворенням 3 молекул \(CO_2\) та 4 молекул \(H_2O\).

Отже, для розв"язання цієї задачі використаємо наступні кроки:

1. Знайдемо молярну масу гліцеролу:
Молярна маса \(C_3H_8O_3 = 3 \cdot 12.01 + 8 \cdot 1.008 + 3 \cdot 16.00 = 92.09 \, \text{г/моль}\).

2. Знайдемо кількість молей гліцеролу, використовуючи масу та молярну масу:
\(n = \frac{\text{маса}}{\text{молярна маса}} = \frac{5 \, \text{г}}{92.09 \, \text{г/моль}} = 0.054 \, \text{моль}\).

3. Використаємо стехіометричні коефіцієнти з реакції горіння гліцеролу, щоб знайти кількість молей кисню, що споживається:
З 1 молекули гліцеролу утворюється 3 молекули \(CO_2\), тому 0.054 моль гліцеролу використовується для утворення \(3 \cdot 0.054\) моль \(CO_2\).
Оскільки кожна молекула \(CO_2\) має 2 атоми кисню, то кількість молей кисню, спожитого під час горіння гліцеролу, дорівнює \(2 \cdot 3 \cdot 0.054\) моль, або \(0.324 \, \text{моль}\).

4. Знайдемо об"єм кисню, використовуючи кількість молей та ідеальний газовий закон:
\(V = n \cdot V_m\), де \(V\) - об"єм газу, \(n\) - кількість молей, \(V_m\) - молярний об"єм за заданої температури та тиску.

Нехай ми використовуємо стандартні умови температури та тиску (0°C або 273 K та 1 атм).
Молярний об"єм газу за стандартних умов дорівнює 22.4 л/моль.

Отже, \(V_{\text{кисню}} = 0.324 \, \text{моль} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} = 7.26 \, \text{л}\).

Таким чином, об"єм кисню, що споживається під час горіння 5 грамів гліцеролу, становить 7.26 л.