Какой объём воздуха потребуется для полного сгорания 21.2 г этилбензола (C8H10)?Оъёмная доля кислорода...

Для того чтобы определить, какой объём воздуха потребуется для полного сгорания 21.2 г этилбензола (C8H10), нужно сначала провести расчёты, начиная с уравнения реакции сгорания.

1. Запишем уравнение реакции сгорания этилбензола:

   [ C8H{10} + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O ]

   Уравнение можно сбалансировать. Для этого необходимо учесть количество углерода и водорода:

   [ C8H{10} + 10 O_2 \rightarrow 8 CO_2 + 5 H_2O ]

   Это уравнение показывает, что для сгорания одного моля этилбензола требуется 10 моль кислорода.

2. Определим количество моль этилбензола:

   Молярная масса этилбензола (C8H10) составляет:

   [ (8 \times 12.01) + (10 \times 1.008) = 96.18 + 10.08 = 106.26 \, \text{г/моль} ]

   Теперь найдём количество моль в 21.2 г этилбензола:

   [ n = \frac{m}{M} = \frac{21.2 \, \text{г}}{106.26 \, \text{г/моль}} \approx 0.199 \, \text{моль} ]

3. Определим, сколько кислорода потребуется для полного сгорания:

   По уравнению реакции, на 1 моль этилбензола требуется 10 моль кислорода. Таким образом, для 0.199 моль этилбензола потребуется:

   [ O_2 = 0.199 \, \text{моль} \times 10 \approx 1.99 \, \text{моль} ]

4. Переведём количество кислорода в объём:

   При нормальных условиях (0°C, 1 атм) 1 моль газа занимает 22.4 литра. Поэтому объём кислорода, необходимый для реакции, будет:

   [ V_{O_2} = 1.99 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 44.58 \, \text{л} ]

5. Определим объём воздуха, необходимый для получения этого объёма кислорода:

   Объёмная доля кислорода в воздухе составляет 20%. Это означает, что из 100 литров воздуха 20 литров - это кислород. Следовательно, для получения 44.58 литров кислорода потребуется:

   [ V{воздуха} = \frac{V{O_2}}{0.20} = \frac{44.58 \, \text{л}}{0.20} \approx 222.9 \, \text{л} ]

Таким образом, для полного сгорания 21.2 г этилбензола потребуется приблизительно 222.9 литров воздуха.

Для начала определим уравнение реакции полного сгорания этилбензола (C₈H₁₀). Полное сгорание углеводорода происходит с образованием углекислого газа (CO₂) и воды (H₂O):

[ C8H{10} + \text{O}_2 \rightarrow 8CO_2 + 5H_2O ]

Теперь уравняем реакцию. Количество атомов кислорода на правой стороне равно:

[ 8 \cdot 2 + 5 \cdot 1 = 21 ]

Следовательно, на левую сторону требуется:

[ \frac{21}{2} = 10.5 \, \text{O}_2 ]

Итоговое уравнение реакции:

[ C8H{10} + 10.5O_2 \rightarrow 8CO_2 + 5H_2O ]

Теперь приступим к расчетам:

1. Найдем количество молей этилбензола

Молярная масса этилбензола (C₈H₁₀) рассчитывается как:

[ M(C8H{10}) = 12 \cdot 8 + 1 \cdot 10 = 96 + 10 = 106 \, \text{г/моль}. ]

Масса этилбензола дана ( m = 21.2 \, \text{г} ). Найдем количество молей:

[ n(C8H{10}) = \frac{m}{M} = \frac{21.2}{106} \approx 0.2 \, \text{моль}. ]

2. Найдем количество молей кислорода (O₂), необходимого для сгорания

Согласно уравнению реакции, на 1 моль C₈H₁₀ требуется 10.5 моль O₂. Следовательно, для 0.2 моль C₈H₁₀ потребуется:

[ n(O_2) = 0.2 \cdot 10.5 = 2.1 \, \text{моль}. ]

3. Найдем объем кислорода (O₂)

Объем любого газа рассчитывается по уравнению:

[ V = n \cdot V_m, ]

где ( V_m ) — молярный объем газа при нормальных условиях (22.4 л/моль). Тогда объем кислорода:

[ V(O_2) = 2.1 \cdot 22.4 = 47.04 \, \text{л}. ]

4. Найдем объем воздуха

Объемная доля кислорода в воздухе составляет 20% (или 0.2). То есть, чтобы получить нужное количество кислорода, объем воздуха должен быть в 5 раз больше (так как ( \frac{1}{0.2} = 5 )):

[ V(\text{воздух}) = \frac{V(O_2)}{0.2} = 47.04 \cdot 5 = 235.2 \, \text{л}. ]

Ответ:

Для полного сгорания 21.2 г этилбензола потребуется 235.2 л воздуха.