Смесь пропана и метиламина общим объёмом 11,2 л (н.у.) сожгли в избытке кислорода. Продукты сгорания пропустили через избыток известковой воды. При этом образовалось 80 г осадка. Определите состав исходной смеси (в % по объёму) и объём воздуха (н.у.), израсходованного на горение.

Чтобы решить эту задачу, определим состав смеси, количество воздуха, необходимого для полного сгорания смеси, и долю компонентов в процентах по объему.

1. Исходные данные:

• Объем смеси пропана ($C_3H_8$) и метиламина ($CH_3NH_2$) составляет $V_{\text{смеси}} = 11.2 \, \text{л}$.
• Осадок, образовавшийся при пропускании продуктов сгорания через известковую воду, составляет $m_{\text{осадка}} = 80 \, \text{г}$.

2. Определим количество осадка

Осадок в виде $CaCO_3$ образуется при реакции $CO_2$ с избытком известковой воды. Рассчитаем количество $CO_2$, выделившегося при сгорании смеси:

Молярная масса $CaCO_3$:

Мольное количество $CaCO_3$, выпавшего в осадок:

Из уравнения реакции $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 + H_2O$ видно, что количество $CO_2$ совпадает с количеством $CaCO_3$. Следовательно, $n(CO_2) = 0.8 \, \text{моль}$.

3. Уравнения сгорания пропана и метиламина

Для пропана:

1 моль $C_3H_8$ образует 3 моль $CO_2$.

Для метиламина:

4 моль $CH_3NH_2$ образует 4 моль $CO_2$, т.е., 1 моль метиламина даёт 1 моль $CO_2$.

4. Пусть объемы пропана и метиламина в смеси равны $V_{C_3H_8} = x$ и $V_{CH_3NH_2} = 11.2 - x$ литров.

При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает $22.4 \, \text{л}$. Тогда количество моль пропана $n_{C_3H_8}$ и метиламина $n_{CH_3NH_2}$: