Решение. Сгорает индивидуальное химическое соединение в конденсированном состоянии

Сгорает индивидуальное химическое соединение в конденсированном состоянии.

1. Составляем уравнение реакции горения ацетона в воздухе:

С₃Н₆О + 4(О₂ + 3,76 N₂) = 3 CО₂ + 3 Н₂О + 4×3,76 N₂.

2. Объём воздуха, необходимый для сгорания 1 кг ацетона, рассчитываем по формуле (7), учитывая при этом, что масса одного киломоля ацетона составляет 58 кг/кмоль:

(м³/кг).

3. Действительный объём воздуха, пошедшего на сгорание 1 кг ацетона, рассчитывается с учётом коэффициента избытка воздуха a:

(м³/кг).

4. Избыток воздуха составит:

(м³/кг).

5. Теоретический объём продуктов горения рассчитываем по формуле (14):

(м³/кг).

6. Действительный объём продуктов горения составит:

(м³/кг).

7. Объём воздуха, теоретически необходимого для сгорания 100 кг ацетона, составит соответственно 740 м³ (7,4 × 100), при этом выделится 1 550 м³ продуктов сгорания.

8. Процентное содержание углекислого газа рассчитывается по формуле, %

Ответ: При сгорании 100 кг ацетона объём воздуха при нормальных условиях составит 1480 м³, а объём продуктов горения – 1550 м³, процентное содержание углекислого газа в продуктах горения составило 7,48 %.

Примечание. Если в процессе горения были заданы условия, отличные от нормальных (Т ¹273 К, Р ¹101,3 кПа), то объём продуктов горения и воздуха рассчитывается с учётом объёма, который занимает один кмоль газа при заданной температуре:

, (25)

где Р ₀ =101,3 кПа; Т₀ = 273 К; Т и Р заданные температура и давление.

ПРИМЕР: Рассчитать количество толуола (С₇Н₈), которое сгорело в закрытом помещении объёмом 100 м³, если содержание кислорода в продуктах горения составило 12 %. Условия нормальные.