Объем кислорода необходимый для полного сгорания 400л смеси метана и бутана,содержащий 25% по объему...

Для полного сгорания метана и бутана необходимо знать их соотношение в реакции с кислородом. Уравнение сгорания метана $CH4$ и бутана $C4H10$ следующее:

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O C4H10 + 6.5O2 -> 4CO2 + 5H2O

Исходя из уравнений, для полного сгорания 1 моль метана требуется 2 моль кислорода, а для бутана – 6.5 моль кислорода.

Дано: Объем смеси метана и бутана - 400 л Содержание метана в смеси - 25%

Объем метана в смеси: 400 л * 0.25 = 100 л Объем бутана в смеси: 400 л - 100 л = 300 л

Теперь найдем количество кислорода, необходимого для полного сгорания метана и бутана:

Для метана: 100 л CH4 $2/1$ = 200 л O2 Для бутана: 300 л C4H10 $6.5/1$ = 1950 л O2

Суммируем объемы кислорода для метана и бутана: 200 л + 1950 л = 2150 л

Таким образом, для полного сгорания 400 л смеси метана и бутана потребуется 2150 л кислорода.

Для начала определим объемы метана и бутана в исходной смеси. Поскольку метан составляет 25% объема смеси, то объем метана равен:

$V_{\text{метан}}=0.25\times 400\text{л}=100\text{л}$

Оставшиеся 75% приходятся на бутан:

$V_{\text{бутан}}=0.75\times 400\text{л}=300\text{л}$

Теперь рассмотрим уравнения сгорания для метана $CH₄$ и бутана $C₄H₁₀$.

1. Уравнение сгорания метана: ${\text{CH}}_4+2{\text{O}}_2\to {\text{CO}}_2+2{\text{H}}_2\text{O}$ Из этого уравнения видно, что для сгорания 1 моля метана требуется 2 моля кислорода. Поскольку объемы газов при одинаковых условиях пропорциональны их количествам молей, то для сгорания 100 л метана потребуется:

$2\times 100\text{л}=200\text{л}{\text{O}}_2$

1. Уравнение сгорания бутана: [ 2\text{C}4\text{H}{10} + 13\text{O}_2 \rightarrow 8\text{CO}_2 + 10\text{H}_2\text{O} ] Из уравнения видно, что для сгорания 2 молей бутана требуется 13 молей кислорода. Таким образом, для сгорания 1 моля бутана необходимо $\frac{13}{2}$ моля кислорода. Опять же, используя пропорциональность объемов, объем кислорода, необходимый для сгорания 300 л бутана, будет:

$300\times \frac{13}{2}\text{л}=1950\text{л}{\text{O}}_2$

Суммируя объемы кислорода, необходимые для сгорания метана и бутана, получим общий необходимый объем кислорода:

$200\text{л}+1950\text{л}=2150\text{л}{\text{O}}_2$

Таким образом, для полного сгорания 400 литров смеси метана и бутана, содержащей 25% метана, необходим объем кислорода равный 2150 литров.

Для полного сгорания 400 л смеси метана и бутана, содержащей 25% метана по объему, требуется 800 л кислорода.