Чтобы рассчитать объём воздуха и продуктов горения, образующихся при сгорании 10 кг пропилацетата (C5H10O2),необходимо выполнить несколько шагов. Мы будем использовать уравнение реакции сгорания и учитывать заданные условия.

Сначала напишем уравнение реакции сгорания пропилацетата:

C5H10O2 + O2 → CO2 + H2O

Чтобы сбалансировать уравнение, найдем коэффициенты:

1. Находим количество углерода (C),водорода (H) и кислорода (O) в пропилацетате:

• 5 атомов углерода (C)
• 10 атомов водорода (H)
• 2 атома кислорода (O)

2. Для полного сгорания потребуется:

• 5 CO2 (по 1 углероду в каждом CO2)
• 5 H2O (по 2 водорода в каждом H2O, т.е. 10 водородов)

3. Теперь подсчитаем, сколько кислорода нужно для реакции:

• 5 CO2 требует 5 молекул O2 (по 2 атома кислорода в каждой молекуле CO2)
• 5 H2O требует 2.5 молекул O2 (по 1 атому кислорода в каждой молекуле H2O)

Итак, общее количество кислорода:

5 + 2.5 = 7.5 молекул O2

Таким образом, уравнение реакции сгорания будет выглядеть так:

C5H10O2 + 7.5 O2 → 5 CO2 + 5 H2O

Теперь мы можем рассчитать, сколько кислорода нам нужно для сгорания 10 кг пропилацетата. Молярная масса пропилацетата:

• C: 12 г/моль * 5 = 60 г
• H: 1 г/моль * 10 = 10 г
• O: 16 г/моль * 2 = 32 г

Итого: 60 + 10 + 32 = 102 г/моль.

Теперь находим количество моль пропилацетата в 10 кг:

10,000 г / 102 г/моль ≈ 98.04 моль.

Теперь вычисляем количество кислорода:

98.04 моль C5H10O2 * 7.5 моль O2 / 1 моль C5H10O2 ≈ 735.3 моль O2.

При нормальных условиях (0°C, 1 атм) 1 моль газа занимает 22.4 л. Мы можем использовать это для нахождения объёма кислорода:

735.3 моль O2 * 22.4 л/моль ≈ 16,487.52 л.

Так как коэффициент избытка воздуха а = 1, это означает, что мы используем 100% необходимого кислорода. Объём воздуха (который состоит примерно на 21% из кислорода) будет:

Объём воздуха = Объём кислорода / 0.21 ≈ 16,487.52 л / 0.21 ≈ 78,046.76 л.

После сгорания пропилацетата образуются 5 моль CO2 и 5 моль H2O. Объём продуктов горения также рассчитывается по формуле:

Общий объём продуктов = (Объём CO2 + Объём H2O).

Для CO2:

5 моль CO2 * 22.4 л/моль = 112 л.

Для H2O (при условии, что она в газообразном состоянии):

5 моль H2O * 22.4 л/моль = 112 л.

Итак, общий объём продуктов горения:

112 л + 112 л = 224 л.

Теперь нужно привести объём продуктов горения к заданным условиям (температура 50°C и давление 115 атм). Мы используем уравнение состояния идеального газа:

P1 * V1 / T1 = P2 * V2 / T2, где:

• P1 = 1 атм (нормальные условия)
• V1 = 224 л (объём продуктов горения)
• T1 = 273 K (0°C)
• P2 = 115 атм
• T2 = 323 K (50°C)

Теперь мы можем найти V2:

V2 = V1 * P1 * T2 / (P2 * T1).

Подставляем значения:

V2 = 224 л * 1 атм * 323 K / (115 атм * 273 K) ≈ 2.42 л.

Таким образом, объём воздуха, необходимый для сгорания 10 кг пропилацетата, составляет примерно 78,046.76 л, а объём продуктов горения при заданных условиях составляет примерно 2.42 л.