какой объем воздуха (н.у) потребуется для сжигания 60 кг кальция массовой доли которого в образце составляет 89% (объёмная доля кислорода в воздухе составляет 21%)
Для расчета объема воздуха, необходимого для сжигания кальция, начнем с определения того, сколько кальция имеется в образце.
Определяем массу кальция: Масса кальция в образце составляет: \[ \text{Масса кальция} = 60 \, \text{кг} \times 0.89 = 53.4 \, \text{кг} \]
Уравнение реакции: Сжигание кальция проходит по следующему уравнению: \[ 2 \text{Ca} + \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{CaO} \] Из этого уравнения видно, что 2 моля кальция реагируют с 1 молем кислорода.
Расчет моль кальция: Молярная масса кальция (Ca) составляет примерно 40 г/моль. Поэтому количество молей кальция: \[ n_{\text{Ca}} = \frac{53.4 \, \text{кг}}{0.040 \, \text{кг/моль}} = 1335 \, \text{моль} \]
Вычисляем необходимое количество кислорода: По уравнению реакции на 2 моль Ca требуется 1 моль O₂, значит, для 1335 моль Ca потребуется: \[ n_{\text{O}_2} = \frac{1335 \, \text{моль}}{2} = 667.5 \, \text{моль} \]
Перевод молей кислорода в объем: При нормальных условиях (н.у) 1 моль газа занимает объем 22.4 л. Таким образом, объем кислорода, необходимого для реакции: \[ V_{\text{O}_2} = 667.5 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 14932.8 \, \text{л} \]
Учет объема воздуха: Объем воздуха, который необходимо рассчитать, включает в себя только 21% кислорода. Поэтому объем воздуха выражается следующим образом: \[ V_{\text{воздуха}} = \frac{V_{\text{O}_2}}{0.21} \] Подставляем значения: \[ V_{\text{воздуха}} = \frac{14932.8 \, \text{л}}{0.21} \approx 71117.14 \, \text{л} \]
Таким образом, для сжигания 60 кг кальция, с массовой долей 89%, потребуется примерно 71117 литров воздуха.
