187. При сплавлении гидроксида натрия массой 60 г и оксида кремния (IV) образовалось 13 г воляных паров. Определите практический выход воды.
Чтобы определить практический выход воды, сначала разберем реакцию между гидроксидом натрия (NaOH) и оксидом кремния (SiO2) с образованием воды (H2O) и натрийсиликата (Na2SiO3).
Реакция протекает следующим образом: \[ 2 \text{NaOH} + \text{SiO2} \rightarrow \text{Na2SiO3} + \text{H2O} \]
Установим молекулярные массы:
- NaOH: молекулярная масса Na (23) + O (16) + H (1) = 40 г/моль
- SiO2: молекулярная масса Si (28) + 2 * O (16) = 60 г/моль
- H2O: молекулярная масса H (1) * 2 + O (16) = 18 г/моль
Рассчитаем количество молей NaOH: \[ n_{\text{NaOH}} = \frac{\text{масса}}{\text{молекулярная масса}} = \frac{60 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 1.5 \text{ моль} \]
Определим моль SiO2, необходимый для реакции: В соответствии с уравнением реакции 2 моль NaOH реагируют с 1 моль SiO2. Таким образом, для 1.5 моль NaOH потребуется: \[ n_{\text{SiO2}} = \frac{n_{\text{NaOH}}}{2} = \frac{1.5}{2} = 0.75 \text{ моль} \]
Рассчитаем массу SiO2, необходимую для реакции: \[ \text{масса SiO2} = n_{\text{SiO2}} \times \text{молекулярная масса SiO2} = 0.75 \text{ моль} \times 60 \text{ г/моль} = 45 \text{ г} \]
Рассчитаем теоретический выход воды: В процессе реакции образуется 1 моль H2O на 2 моль NaOH, следовательно, из 1.5 моль NaOH получится: \[ n_{\text{H2O}} = \frac{1.5}{2} = 0.75 \text{ моль} \] Теперь переведем это в массу: \[ \text{масса H2O} = n_{\text{H2O}} \times \text{молекулярная масса H2O} = 0.75 \text{ моль} \times 18 \text{ г/моль} = 13.5 \text{ г} \]
Определим практический выход воды: Практический выход воды составил 13 г. Теперь вычислим его как процент от теоретически возможного выхода: \[ \text{Практический выход (в процентах)} = \frac{\text{масса полученной воды}}{\text{теоретическая масса воды}} \times 100\% = \frac{13 \text{ г}}{13.5 \text{ г}} \times 100\% \approx 96.3\% \]
Таким образом, практический выход воды составляет примерно 96.3%.
