Я решил провести эксперимент и узнать, сколько угарного газа потребуется для получения 5٫04 кг железа при условии٫ что выход каждой реакции составляет 90%. Угарный газ٫ также известный как монооксид углерода٫ или СО٫ является важным компонентом при производстве железа методом прямого восстановления. Реакция преобразования железной руды (Fe₂O₃) в железо (Fe) идет с участием угарного газа.Прежде чем приступить к расчетам٫ необходимо учесть٫ что реакция между железной рудой и угарным газом имеет следующий химический баланс⁚
3Fe₂O₃ CO → 2Fe₃O₄ CO₂
Из этого баланса масс мы можем сравнить количество угарного газа, которое требуется для преобразования определенного количества железной руды в железо.Сначала я нашел молярную массу железной руды (Fe₂O₃), которая равна 159,69 г/моль. Затем я разделил массу железной руды (5,04 кг) на молярную массу, чтобы найти количество молей Fe₂O₃⁚
5,040 кг / 159,69 г/моль 31,55 моль Fe₂O₃
Теперь, с учетом баланса масс, мы можем определить количество угарного газа, которое требуется для этой реакции. Коэффициент перед угарным газом (CO) равен 1, поэтому количество молей СО также равно 31,55 моль.Однако, как было указано в условии, выход каждой реакции составляет 90%. Это означает, что только 90% угарного газа превратится в Fe₃O₄ и CO₂. Таким образом, мы должны учесть это в нашем расчете⁚
31,55 моль * 0,90 28,39 моль CO
Исходя из коэффициента перед угарным газом (CO), мы можем сказать, что 28,39 моль СО эквивалентны 28,39 л CO (при нормальных условиях). Поскольку ответ должен быть округлен до целого числа, окончательный ответ составит 28 литров угарного газа, необходимого для получения 5,04 кг железа при условии выхода реакции 90%.
Я надеюсь, что мой опыт с расчетом объема угарного газа поможет вам понять, сколько газа требуется для процесса получения железа.