휘발유 5 L를 완전연소시키려면 0℃, 1기압에서 산소 몇 L가 필요한가?

휘발유 5 L를 완전연소시키려면 0℃, 1기압에서 산소 몇 L가 필요한가?

 

 

자동차 연료로 쓰이는 휘발유가 순수한 옥탄(C8H18, 밀도 0.7 g/mL)으로 되어있다고 할 때, 다음 물음에 답하여라.

(단, 원자량은 C=12.0, H=1.0으로 계산한다.)

휘발유 5 L를 완전연소시키려면 0℃, 1기압에서 산소 몇 L가 필요한가?

 

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균형 맞춘 완전연소반응식

2C8H18 + 25O2 → 16CO2 + 18H2O

 

옥탄은 액체이므로, 부피→질량→몰수를 구해, 계수 비=몰수 비 로 계산해야한다.

 

옥탄의 밀도 = 0.7 g/mL 이므로,

휘발유(옥탄) 5 L의 질량 = 5 L * (0.7 kg/L) = 3.5 kg

 

옥탄의 몰질량 = 114.0 g/mol 이므로,

옥탄 3.5 kg의 몰수 = 3.5 kg / (114.0 kg/kmol)

= 0.030702 kmol = 30.702 mol

 

옥탄 30.702 mol과 화학량론적으로 반응하는 산소의 몰수를 계산하면,

C8H18 : O2 = 2 : 25 = 30.702 mol : x mol

x = 25 * 30.702 / 2 = 383.775 mol

 

0℃, 1기압에서 기체 1 mol의 부피 = 22.4 L 이므로,

산소 383.775 mol의 부피를 계산하면,

383.775 mol * (22.4 L/mol) = 8596.56 L

 

 

답: 8596.6 L