Какой объём воздуха (н.у.) потребуется для сжигания 60г кальция, массовая доля которого в образце составляет 89%. (Объёмная доля кислорода в воздухе составляет 21%)
Чтобы определить, какой объём воздуха потребуется для сжигания 60 г кальция, сначала найдем массу чистого кальция в образце, затем количество молей кальция, необходимое для реакции с кислородом, и в конце объём воздуха, требуемый для этой реакции.
Вычисление массы чистого кальция: Массовая доля кальция в образце составляет 89%. Таким образом, масса чистого кальция в 60 г: \[ m_{\text{Ca}} = 60 \, г \times 0.89 = 53.4 \, г \]
Вычисление количества молей кальция: Молярная масса кальция (Ca) примерно равна 40 г/моль. Количество молей кальция: \[ n_{\text{Ca}} = \frac{m_{\text{Ca}}}{M_{\text{Ca}}} = \frac{53.4 \, г}{40 \, г/моль} = 1.335 \, моль \]
Согласно уравнению реакции с кислородом: \[ 2 \, \text{Ca} + \text{O}_2 \rightarrow 2 \, \text{CaO} \] Из уравнения видно, что 2 моль кальция реагируют с 1 моль кислорода. Поэтому количество кислорода, необходимого для реакции: \[ n_{\text{O}_2} = \frac{n_{\text{Ca}}}{2} = \frac{1.335 \, моль}{2} = 0.6675 \, моль \]
Вычисление объёма кислорода (при н.у.): При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22.4 л, поэтому: \[ V_{\text{O}_2} = n_{\text{O}_2} \times 22.4 \, л/моль = 0.6675 \, моль \times 22.4 \, л/моль \approx 15 \, л \]
Вычисление объёма воздуха: Объёмная доля кислорода в воздухе 21%, следовательно, объём воздуха, необходимый для получения 15 л кислорода: \[ V_{\text{air}} = \frac{V_{\text{O}_2}}{0.21} = \frac{15 \, л}{0.21} \approx 71.43 \, л \]
Таким образом, для сжигания 60 г кальция потребуется приблизительно 71.43 литра воздуха при нормальных условиях.
