Какой объём (при 20°С) метана, этана, пропана и бутана можно получить за сутки на нефтеперерабатывающем заводе, если получают 500 т попутного газа? Массовые доли газов составляют: метана - 40%, этана 17%, пропана 23%, бутана 20%. Сделайте через дано.

Химия 11 класс Газообразные углеводороды и их свойства объем метана объём этана объём пропана объем бутана нефтеперерабатывающий завод массовые доли газов попутный газ химия 11 класс расчет объема газов Новый

Дано:

• Общий объём попутного газа: 500 т
• Массовая доля метана: 40%
• Массовая доля этана: 17%
• Массовая доля пропана: 23%
• Массовая доля бутана: 20%

Необходимо найти:

• Объём метана
• Объём этана
• Объём пропана
• Объём бутана

Шаги решения:

1. Рассчитаем массу каждого газа. Для этого умножим массу попутного газа на соответствующую массовую долю.
• Масса метана = 500 т * 0.40 = 200 т
• Масса этана = 500 т * 0.17 = 85 т
• Масса пропана = 500 т * 0.23 = 115 т
• Масса бутана = 500 т * 0.20 = 100 т
2. Теперь найдем объём каждого газа при 20°С. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа: PV = nRT, где:
   • P - давление (принимаем 1 атм = 101.325 кПа)
   • V - объём газа
   • n - количество молей газа
   • R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К))
   • T - температура в Кельвинах (20°С = 293.15 К)

   Сначала определим количество молей каждого газа, используя формулу: n = m/M, где m - масса газа, M - молярная масса.

3. Молярные массы газов:
• Метан (CH4): 16 г/моль
• Этан (C2H6): 30 г/моль
• Пропан (C3H8): 44 г/моль
• Бутан (C4H10): 58 г/моль
4. Теперь рассчитаем количество молей для каждого газа:
• n метана = 200000 кг / 0.016 кг/моль = 12500 моль
• n этана = 85000 кг / 0.030 кг/моль = 2833.33 моль
• n пропана = 115000 кг / 0.044 кг/моль = 2613.64 моль
• n бутана = 100000 кг / 0.058 кг/моль = 1724.14 моль
5. Теперь можем найти объём каждого газа:
• V метана = n * R * T / P = 12500 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 293.15 К / 101.325 кПа = 307.35 м³
• V этана = n * R * T / P = 2833.33 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 293.15 К / 101.325 кПа = 66.73 м³
• V пропана = n * R * T / P = 2613.64 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 293.15 К / 101.325 кПа = 63.24 м³
• V бутана = n * R * T / P = 1724.14 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 293.15 К / 101.325 кПа = 42.67 м³

Ответ:

• Объём метана: 307.35 м³
• Объём этана: 66.73 м³
• Объём пропана: 63.24 м³
• Объём бутана: 42.67 м³