вычислите объем воздуха (примите объёмную долю кислорода в нем равной 0,3) , который потребуется для сжигания 100 мг образца магния , содержащего 5% негорючих примесей
Для вычисления объема воздуха, необходимого для сжигания магния, начнем с уточнения процессов, происходящих при горении.
Определим чистый магний в образце: У нас имеется 100 мг образца, из которых 5% являются негорючими примесями. Это значит, что содержание чистого магния можно рассчитать следующим образом:
\[ \text{Чистый магний} = 100 \, \text{мг} - (5\% \, \text{от} \, 100 \, \text{мг}) = 100 \, \text{мг} - 5 \, \text{мг} = 95 \, \text{мг} \]
Вычислим количество молей чистого магния: Молярная масса магния (Mg) составляет примерно 24 г/моль. Преобразуем миллиграммы в граммы:
\[ 95 \, \text{мг} = 0.095 \, \text{г} \]
Теперь можно рассчитать количество молей:
\[ n = \frac{m}{M} = \frac{0.095 \, \text{г}}{24 \, \text{г/моль}} \approx 0.00396 \, \text{моль} \]
Запишем уравнение реакции:
Горение магния в кислороде можно описать уравнением:\[ 2 \, \text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2 \, \text{MgO} \]
Из этого уравнения следует, что 2 моль магния реагируют с 1 моль кислорода. Таким образом, для 0.00396 моль магния потребуется:
\[ n_{\text{O}_2} = \frac{0.00396 \, \text{моль Mg}}{2} = 0.00198 \, \text{моль O}_2 \]
Переведем количество кислорода в объем: При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22.4 литра. Следовательно, объем необходимого кислорода будет:
\[ V_{\text{O}_2} = n_{\text{O}_2} \times V_{\text{моль}} = 0.00198 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 0.0444 \, \text{л} \]
Определим объем воздуха: Известно, что объемная доля кислорода в воздухе составляет примерно 0.21 (или 21%). Поскольку объем кислорода (O₂) составляет 0.0444 л, нам нужно узнать, какой объем воздуха потребуется для обеспечения этого количества кислорода:
\[ V_{\text{воздуха}} = \frac{V_{\text{O}_2}}{0.21} = \frac{0.0444 \, \text{л}}{0.21} \approx 0.2114 \, \text{л} \]
Таким образом, для сжигания 100 мг образца магния, содержащего 5% негорючих примесей, потребуется примерно 0.2114 литра воздуха.
