7. Определите объём воздуха, который необходим для полного сжигания бутана С4Н10 массой 10 кг.

Дано:

$m(\ce{C4H10})=10\,кг=10^3\,г;$

$V_\ce{m}=22.4\,дм^3/моль.$

Найти:

$V(возд.)-?$

Решение:

Составим уравнение химической реакции:

$\ce{2C4H10}+\ce{13O2}\rightarrow \ce{8CO2}+\ce{10H2O}.$

Вычислим химическое количество бутана:

$n(\ce{C4H10})=\dfrac{m(\ce{C4H10})}{M(\ce{C4H10})};$

$n(\ce{C4H10})=\dfrac{10^3}{12\cdot 4+1\cdot 10}=172\,моль.$

Найдём объём бутана:

$V(\ce{C4H10})=n(\ce{C4H10})\cdot V_\ce{m};$

$V(\ce{C4H10})=172\cdot 22.4=3.9\,м^3.$

Используя объёмные отношения газов, вычислим объём кислорода, который необходим для сжигания бутана:

$\dfrac{V(\ce{C4H10})}{V(\ce{O2})}=\dfrac{2}{13};$

$V(\ce{O2})=\dfrac{V(\ce{C4H10})\cdot 13}{2};$

$V(\ce{O2})=\dfrac{3.9\cdot 13}{2}=25.4\,м^3.$

Доля кислорода в воздухе равна 21%, найдем объём воздуха, необходимый для сжигания бутана:

$V(возд.)\dfrac{25.4\cdot 100\%}{21\%}=120\,м^3.$

Ответ: $120\,м^3.$