Вправи: 187

187. Природний газ одного з родовищ містить 94 % метану, 2 % етану, 2 % пропану (частки об’ємні), а також азот і вуглекислий газ. Який об’єм повітря необхідний для повного згоряння 1 м3 цього газу? Вважайте, що об’ємна частка кисню в повітрі становить 20 %.

Визначаємо, які об’єми метану, стану й пропану містяться у 1м³ природного газу за їх об’ємними частками:

V(СН₄) = 1 м³ ∙ 0,94 = 0,94 м³ (або 940 л)

V(С₂Н₆) = V(С₃Н₈) = 1 м³ ∙ 0,02 = 0,02 м³ (або 20 л)

Складаємо рівняння реакцій згоряння газів:

СН₄ + 2O₂ $\to$ СO₂ + 2Н₂O (1)

2С₂Н₆ + 7O₂ $\to$ 4СO₂ + 6Н₂O (2)

С₃Н₈ + 5O₂ $\to$ ЗСO₂ + 4H₂О (3)

За рівнянням (1) V(O₂) = 2 ∙ V(СН₄) = 2 ∙ 0,94 м³ = 1,88 м³.

За рівнянням (2) V(O₂) = 3,5 ∙ V(СH₄) = 3,5 ∙ 0,02 м³ = 0,07 м³.

За рівнянням (3) V(O₂) = 5 ∙ V(СН₄) = 5 ∙ 0,02 м³ = 0,1 м³.

Загальний об’єм кисню: 1,88 + 0,07 + 0,1 = 2,05 м³.

Визначаємо об’єм повітря, що містить 2,05 м³ кисню, беручи до уваги, що його вміст у повітрі становить 20% :

2,05 м³ – 20%

х л —100%

х = $\frac{\mathrm{2,05}{м}^3\bullet 100\%}{20\%}$ = 10,25 м³

Відповідь: необхідно 10,25 м³ повітря.