Для того чтобы рассчитать объем кислорода (O2) и массу угарного газа (CO), необходимую для получения 528 г оксида углерода (CO), начнем с уравнения реакции горения углерода:
[ C + O_2 \rightarrow CO ]
Из данного уравнения видно, что 1 моль углерода реагирует с 1 моль кислорода, образуя 1 моль угоксида углерода (CO).
- Вычислим количество вещества (моль) оксида углерода (CO), который составляет 528 г. Молярная масса угарного газа (CO) составляет примерно 28 г/моль:
[
n_{CO} = \frac{m_{CO}}{M_{CO}} = \frac{528 , \text{г}}{28 , \text{г/моль}} \approx 18.86 , \text{моль}
]
Так как 1 моль CO соответствует 1 молю O2, потребуется также 18.86 моль кислорода.
Вычислим объем кислорода (O2) при нормальных условиях (н.у.), где 1 моль газа занимает объем 22.4 л:
[
V_{O2} = n_{O2} \cdot 22.4 , \text{л/моль} = 18.86 , \text{моль} \cdot 22.4 , \text{л/моль} \approx 423.5 , \text{л}
]
- Теперь найдем массу необходимого кислорода. Молярная масса O2 составляет 32 г/моль:
[
m_{O2} = n_{O2} \cdot M_{O2} = 18.86 , \text{моль} \cdot 32 , \text{г/моль} \approx 603.5 , \text{г}
]
Итак, для получения 528 г оксида углерода потребуется:
- Объем кислорода (O2): примерно 423.5 л
- Масса углерода (C, который будет использован):
Используя то же количество вещества (18.86 моль), найдем массу углерода:
[
m_C = n_{C} \cdot M_{C} = 18.86 , \text{моль} \cdot 12 , \text{г/моль} \approx 226.3 , \text{г}
]
Таким образом, цилиндр (возможно с другими источниками) требует:
- 603.5 г кислорода (O2),
- 226.3 г углерода (C) для реакции.
