Paliwo stosowane w zapalniczkach "na gaz"- Zadanie 22: Chemia. Zbiór zadań typu maturalnego. Poziom rozszerzony

Rozwiązanie

Obliczamy objętości gazów w 10cm³ mieszaniny, której 15% objętościowych stanowi propan:

$V_{C X_{3} H X_{8}} = 15% \cdot 10 c m^{3}$

$V_{C X_{3} H X_{8}} = 1, 5 c m^{3}$

$V_{C X_{4} H X_{10}} = 10 c m^{3} - 1, 5 c m^{3}$

$V_{C X_{4} H X_{10}} = 8, 5 c m^{3}$

Znając wartości gęstości skroplonych gazów (d_C3H8 = 0,58 g/cm³, d_C4H10 = 0,60 g/cm³) wyznaczamy ich masę:

$d = \frac{m}{V} \Rightarrow m = d \cdot V$

gdzie:

m - masa,

d - gęstość,

V - objętość.

$m_{C X_{3} H X_{8}} = 0, 58 \frac{g}{c m ^{3}} \cdot 1, 5 c m^{3}$

$m_{C X_{3} H X_{8}} = 0, 87 g$

$m_{C X_{4} H X_{10}} = 0, 60 \frac{g}{c m ^{3}} \cdot 8, 5 c m^{3}$

$m_{C X_{4} H X_{10}} = 5, 1 g$

Znając masy molowe propanu (C₃H₈, M = 44 g/mol) oraz butanu (C₄H₁₀, M = 58 g/mol) wyznaczamy ich liczby moli:

$n = \frac{m}{M}$

gdzie:

n - liczba moli,

m - masa,

M - masa molowa.

$n_{C X_{3} H X_{8}} = \frac{0 , 87 g}{44 \frac{g}{mol}}$

$n_{C X_{3} H X_{8}} \approx 0, 01977 mol$

$n_{C X_{4} H X_{10}} = \frac{5 , 1 g}{58 \frac{g}{mol}}$

$n_{C X_{4} H X_{10}} \approx 0, 08793 mol$

Na podstawie podanych standardowych zmian entalpii spalania propanu (ΔH_sp. = -2219,2 kJ/mol) i butanu (ΔH_sp. = -2877,6 kJ/mol) obliczamy ilość energii jaką dostarczy spalanie powyższej ilości moli tych gazów.

-propan:

$1 mol 0, 01977 mol - - - 2219, 2 kJ x$

$x = \frac{0 , 01977 mol \cdot - 2219 , 2 kJ}{1 mol}$

$x \approx 43, 87 kJ$

-butan:

$1 mol 0, 08793 mol - - - 2877, 6 kJ y$

$y = \frac{0 , 08793 mol \cdot - 2877 , 6 kJ}{1 mol}$

$y \approx 253, 03 kJ$

Sumujemy efekty energetyczne procesów spalania obu gazów:

$43, 87 kJ + 253, 03 kJ = 296, 9 kJ$

Odpowiedź: Proces spalania gazów zawartych w tej zapalniczce dostarczy 296,9 kJ energii na sposób ciepła.

Kamil Kwiatkowski

Nauczyciel chemii

Tutaj pojawi się lista Twoich książek

Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.