Обчисліть, який об'єм кисню і повітря (н. у.) потрібно взяти, щоб спалити природний газ об'ємом 1 м3 на основі даних таблиці про склад природного газу

Дано: V(суміші)=1 м3= 1000 л; φ(СН4)=0,9 або 90%;
φ(С2Н6)=0,05 або 5%; φ(С3Н8)=0,01 або 1%.
Знайти:  V(О2)-? , V(повітря)-?
Розв'язування:
У кисні будуть горіти три гази суміші, тому знайдемо об'єми метану, етану і пропану у суміші природного газу.
Об'ємна частка речовини (φ) - це відношення об'єму речовини до  об'єму суміші:  φ(речовини)=V(речовини)/V(суміші), звідси V(речовини)=φ(речовини)•V(суміші).
V(CH4) = φ(СН4)•V(суміші) = 0,9•1000 л=900 л.
V(C2H6)=φ(С2Н6)•V(суміші)= 0,05•1000 л=50 л.
V(C3H8)=φ(С3Н8)•V(суміші)=0,01•1000 л=10 л.
Обчислимо об'єм кисню, який потрібен для спалювання цих об'ємів метану,  етану і пропану у суміші природного газу.
І спосіб.
Запишемо рівняння реакції горіння метану, етану і пропану.
900 л      х л
СН4   +  2О2 → СО2 + 2Н2О
1 об'єм    2 об'єми  
50 л         у л     
2С2Н6 +   7О2 → 4СО2 + 6Н2О   
2 об'єми     7 об'ємів
10 л          z л
2С3Н8 +   10О2 → 6СО2 + 8Н2О
2 об'єми     10 об'ємів
Для складання пропорцій скористаємося законом об'ємних відношень газів (ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА).
Пропорція для обчислення об'єму кисню, який потрібен для спалювання метану об'ємом 900 л у суміші природного газу.
900 л / 1 = х л / 2,   х = 900 л •2/1=1800 л.
Пропорція для обчислення об'єму кисню, який потрібен для спалювання етану об'ємом 50 л у суміші природного газу.
50 л / 2 = у л / 7,    у = 50 л •7/2=175 л.  
Пропорція для обчислення об'єму кисню, який потрібен для спалювання пропану об'ємом 10 л у суміші природного газу.
10 л / 2 = z л / 10,    z = 10 л •10/2=50 л.
Отримали, що при згорянні метану, етану і пропану у суміші природного газу витратиться кисню:
V(О2)= х + у + z = 1800 л + 175 л + 50 л = 2025 л.
Перераховуємо об'єм кисню на об'єм повітря (кисню в повітрі 21%).
Отже, 2025 л О2  - 21%
        х л повітря   - 100%
х = (2025 л • 100%): 21% = 9643 л.
Відповідь. V(О2)=2025 л,V(повітря)=9643 л.
ІІ спосіб.
Запишемо рівняння реакції горіння метану, етану і пропану.
СН4 + 2О2 → СО2 + 2Н2О         
2С2Н6 + 7О2 → 4СО2 + 6Н2О  
2С3Н8 + 10О2 → 6СО2 + 8Н2О  
За рівнянням реакції  під час згоряння метану кисню витрачається у 2 рази більше (V(СН4):V1(О2)=1:2),
тому V1(О2)=V(CH4)•2=900 л •2=1800 л.
За рівнянням реакції під час згоряння етану кисню витрачається у 3,5 рази більше (V(С2Н6):V2(О2)=2:7=1:3,5),
тому V2(О2)=V(C2H6)•3,5=50 л •3,5 =175 л.
За рівнянням реакції під час згоряння пропану кисню витрачається у 5 рази більше (V(С3Н8):V3(О2)=2:10=1:5),
тому V3(О2)=V(C3H8)•5=10 л •5 =50 л.
Отримали, що при згорянні метану, етану і пропану у суміші природного газу витратиться кисню:
V(О2)=V1(О2)+V2(О2)+V3(О2)=1800 л + 175 л + 50 л = 2025 л.
Перераховуємо об'єм кисню на об'єм повітря (кисню в повітрі 21%).
Отже, 2025 л О2  - 21%
        х л повітря   - 100%
х = (2025 л • 100%): 21% = 9643 л.
Відповідь. V(О2)=2025 л, V(повітря)=9643 л.