\[
C_4H_{10} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2O
\]
Trong đó, số mol \( C_4H_{10} \) cháy sẽ tạo ra số mol \( CO_2 \) và \( H_2O \) theo tỷ lệ nhất định.

Phương trình cân bằng là:
\[
2C_4H_{10} + 13O_2 \rightarrow 8CO_2 + 10H_2O
\]

- Ta biết rằng 1 mol khí \( CO_2 \) ở điều kiện tiêu chuẩn (STP: 0°C, 1 atm) chiếm 22,4 lít thể tích. Do đó, số mol \( CO_2 \) có thể tính từ thể tích khí \( CO_2 \).

Gọi \( V_{CO_2} = 4.958 \, \text{l} \) là thể tích khí \( CO_2 \) thu được.

Số mol \( CO_2 \) là:
\[
n_{CO_2} = \frac{V_{CO_2}}{22.4} = \frac{4.958}{22.4} \approx 0.221 \, \text{mol}
\]

Từ phương trình hóa học, ta biết rằng 2 mol \( C_4H_{10} \) tạo ra 8 mol \( CO_2 \). Vì vậy, tỷ lệ giữa số mol \( C_4H_{10} \) và \( CO_2 \) là:
\[
\frac{2 \, \text{mol} \, C_4H_{10}}{8 \, \text{mol} \, CO_2} = \frac{1}{4}
\]

Do đó, số mol của \( C_4H_{10} \) là:
\[
n_{C_4H_{10}} = \frac{n_{CO_2}}{4} = \frac{0.221}{4} \approx 0.05525 \, \text{mol}
\]

Khối lượng mol của butan \( C_4H_{10} \) là:
\[
M_{C_4H_{10}} = 4 \times 12 + 10 \times 1 = 58 \, \text{g/mol}
\]

Vậy khối lượng \( m \) của \( C_4H_{10} \) là:
\[
m = n_{C_4H_{10}} \times M_{C_4H_{10}} = 0.05525 \times 58 \approx 3.21 \, \text{g}
\]

Khối lượng của butan \( C_4H_{10} \) là 3.21 g.

Để tính m (khối lượng của C₄H₁₀) khi biết rằng khi đốt cháy một lượng C₄H₁₀ (butan) trong O₂ tạo ra một thể tích khí CO₂ là 4,958 lít, ta sẽ thực hiện các bước sau.

Bước 1: Viết phương trình phản ứng cháy của C₄H₁₀
Phương trình phản ứng cháy hoàn toàn của butan (C₄H₁₀) là:

C4H10+O2→CO2+H2O\text{C}_4\text{H}_{10} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}C4​H10​+O2​→CO2​+H2​O

Cân bằng phương trình:

C4H10+6O2→4CO2+5H2O\text{C}_4\text{H}_{10} + 6\text{O}_2 \rightarrow 4\text{CO}_2 + 5\text{H}_2\text{O}C4​H10​+6O2​→4CO2​+5H2​O

Bước 2: Tính số mol CO₂ được tạo ra
Theo TCVN, 1 mol khí CO₂ ở điều kiện tiêu chuẩn (273 K, 1 atm) có thể tích khoảng 22,4 lít. Ta sử dụng công thức:

n(CO2)=VCO222,4n(\text{CO}_2) = \frac{V_{\text{CO}_2}}{22,4}n(CO2​)=22,4VCO2​​​

Sử dụng giá trị VCO2=4,958 lV_{\text{CO}_2} = 4,958 \, \text{l}VCO2​​=4,958l:

n(CO2)=4,95822,4≈0,221 moln(\text{CO}_2) = \frac{4,958}{22,4} \approx 0,221 \, \text{mol}n(CO2​)=22,44,958​≈0,221mol

Bước 3: Tính số mol C₄H₁₀
Theo phương trình phản ứng, mỗi mol C₄H₁₀ tạo ra 4 mol CO₂. Do đó, số mol C₄H₁₀ được tính bằng:

n(C4H10)=n(CO2)4=0,2214≈0,05525 moln(\text{C}_4\text{H}_{10}) = \frac{n(\text{CO}_2)}{4} = \frac{0,221}{4} \approx 0,05525 \, \text{mol}n(C4​H10​)=4n(CO2​)​=40,221​≈0,05525mol

Bước 4: Tính khối lượng của C₄H₁₀
Khối lượng mol của butan (C₄H₁₀) được tính như sau:

Số mol khối lượng của C₄H₁₀ = 4(12) + 10(1) = 48 + 10 = 58 g/mol
Khối lượng C₄H₁₀ được tính bằng công thức:

m=n(C4H10)×M(C4H10)m = n(\text{C}_4\text{H}_{10}) \times M(\text{C}_4\text{H}_{10})m=n(C4​H10​)×M(C4​H10​)

Thay vào công thức:

m=0,05525×58≈3,21 gm = 0,05525 \times 58 \approx 3,21 \, \text{g}m=0,05525×58≈3,21g

Kết luận
Khối lượng của butan (C₄H₁₀) là khoảng 3,21 g.