Вправи: 175

175. Який об’єм вуглекислого газу утворився після повного згоряння 560 мл суміші метану й етану, важчої за водень у 10,8 раза?

D_H2(CH₄, C₂H₆) = $\frac{M(C{H}_4,C_2{H}_6)}{M\left(H_2\right)}$ = 10,8

M(CH₄, C₂H₆) = 10,8 ∙ M(H₂) = 10,8 ∙ 2 г/моль = 21,6 г/моль.

Припустимо, що кількість речовини метану складає n(СН₄) = х моль, а етану n(С₂Н₆) = у моль. Складаємо і розв’язуємо

рівняння:

16x + 30y = 21,6(x + у)

16x + 30у = 21,6х + 21,6у

30у – 21,6y = 21,6х – 16х

8,4 у = 5,6х

3у = 2х

Отже, об’єми метану та етану у суміші співвідносяться як 3 : 2

Звідси: $\varphi$(СH4) = 0,6 (або 60%), $\varphi$(С₂H₆) = 0,4 (або 40%).

Розраховуємо їхні об’єми:

V(СH₄) = V(сум.) ∙ $\varphi$(СН₄) = 560 мл ∙ 0,6 = 336 мл

V(С₂H₆) = V(сум.) ∙ $\varphi$(С₂Н₆) = 560 мл ∙ 0,4 = 224 мл

Складаємо рівняння горіння метану та етану:

СН₄ + 2O₂ $\to$ СO₂ + 2Н₂O (1 )

2С₂Н₆ + 7O₂ $\to$ 4СO₂ + 6H₂O (2)

За рівнянням реакції (1) утворюється такий об’єм вуглекислого газу:

V₁(СO₂) = V(СН₄) = 336 мл

Так само проводимо розрахунки за реакцією (2):

V₂(СO₂) = 2 ∙ V(С₂Н₆) = 2 ∙ 224 мл = 448 мл

Загальний об’єм вуглекислого газу, що виділяється під час обох реакцій: 336 мл + 448 мл = 784 мл

Відповідь: утворилося 784 мл вуглекислого газу.