Вычислите объёмы кислорода и воздуха (Н. У.), необходимые для сжигания 20 кг. метана (СН4), содержащего 20% негорючих примесей. Объёмная доля кислорода в воздухе 21%

Реакция окисления метана кислородом описывается следующим уравнением химической реакции:

СН₄ + 3 О₂ = СО₂ + 2 Н₂О;

1 моль газа взаимодействуют с 2 моль кислорода. Синтезируется 1 моль углекислого газа.

Вычислим имеющееся химическое количество вещества метана.

М СН₄ = 12 + 4 = 16 грамм/моль;

N СН₄ = 20 000 х 0,8 / 16 = 1000 моль;

При сжигании такого количества вещества необходимо взять 1 000 х 3 = 3 000 моль кислорода.

Вычислим его объем. Для этого перемножим количество вещества и стандартный объем 1 моля газообразного вещества. 1 моль идеального газа при нормальных условиях заполняет объем, составляющий 22,4 литра.

V О₂ = 3000 х 22,4 = 67 200 литров = 67,2 м³;

Содержание кислорода в воздухе равно 21%. Необходимый объем воздуха составит:

V воздуха = 67 200 / 0,21 = 320 000 литров = 320 м³;