برای محاسبه تعداد لیتر گاز اکسیژن مورد نیاز در شرایط STP (دمای صفر درجه سانتیگراد و فشار یک اتمسفر) برای تولید ۳۲۰۰ کیلوگرم مس از معادله استفاده میکنیم:
معادله واکنش داده شده به صورت زیر است:
\[ \text{Cu}_2\text{S(s)} + \text{O}_2\text{(g)} \rightarrow 2\text{Cu(s)} + \text{SO}_2\text{(g)} \]
**مرحله ۱: محاسبه تعداد مولهای مس**
جرم مولی مس (Cu) برابر ۶۴ گرم بر مول است. بنابراین تعداد مولهای مس در ۳۲۰۰ کیلوگرم مس را به صورت زیر محاسبه میکنیم:
\[ 3200 \, \text{kg} \times \frac{1000 \, \text{g}}{1 \, \text{kg}} = 3200000 \, \text{g} \]
\[ \text{تعداد مولهای مس} = \frac{3200000 \, \text{g}}{64 \, \text{g/mol}} = 50000 \, \text{mol} \]
**مرحله ۲: محاسبه تعداد مولهای گاز اکسیژن**
با توجه به ضریبهای استوکیومتری در معادله، برای تولید هر ۲ مول Cu، ۱ مول \(\text{O}_2\) نیاز است. بنابراین:
\[ \frac{1 \, \text{mol} \, \text{O}_2}{2 \, \text{mol} \, \text{Cu}} \times 50000 \, \text{mol} \, \text{Cu} = 25000 \, \text{mol} \, \text{O}_2 \]
**مرحله ۳: تبدیل تعداد مولهای اکسیژن به لیتر**
در شرایط STP، هر مول گاز حجمی برابر با ۲۲.۴ لیتر دارد. بنابراین:
\[ 25000 \, \text{mol} \, \times 22.4 \, \text{L/mol} = 560000 \, \text{L} \]
بنابراین 560000 لیتر گاز اکسیژن در شرایط STP نیاز است.
