При сгорании 2,5 м³ бутана (C₄H₁₀) образуются углекислый газ (CO₂) и вода (H₂O). Процесс сгорания можно описать следующей реакцией:
\[ \text{2 C}_4\text{H}_{10} + \text{13 O}_2 \rightarrow \text{8 CO}_2 + \text{10 H}_2\text{O} \]
Для расчета объема и массы образовавшегося углекислого газа, начнем с определения количества молей бутана:
Расчет количества молей бутана: Объем 1 м³ газа при нормальных условиях (0°C, 1 атм) составляет приблизительно 22,4 м³ на 1 моль. Поэтому 2,5 м³ бутана:
\[ n(\text{C}_4\text{H}_{10}) = \frac{2.5 \, \text{м}^3}{22.4 \, \text{м}^3/\text{моль}} \approx 0.111 \, \text{моль} \]
Однако, если 2,5 м³ - это объем при нормальных условиях, тогда мы можем сразу использовать это значение.
Определение объема углекислого газа (CO₂): Согласно реакции, из 2 моль бутана выделяется 8 моль углекислого газа. Таким образом, из 1 м³ бутана при сгорании образуется 4 м³ CO₂:
\[ V(\text{CO}_2) = 2,5 \, \text{м}^3 \times 4 = 10 \, \text{м}^3 \]
Расчет массы углекислого газа: Молярная масса углекислого газа составляет около 44 г/моль. Чтобы найти массу CO₂ в 10 м³, сначала найдем количество молей:
\[ n(\text{CO}_2) = \frac{10 \, \text{м}^3}{22.4 \, \text{м}^3/\text{моль}} \approx 0.446 \, \text{моль} \]
Теперь найдем массу:
\[ m(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \times \text{молярная масса} = 0.446 \, \text{моль} \times 44 \, \text{г/моль} \approx 19.624 \, \text{г} \]
Итак, при сгорании 2,5 м³ бутана образуется 10 м³ углекислого газа, и масса этого газа составит приблизительно 19,6 кг.