При взаимодействии 30г технического натрия, содержащего 10% примесей, с водой было получено 8,96л водорода (н.у.). Вычислите объемную долю выхода продукта реакции (в %)
Для того чтобы вычислить объемную долю выхода продукта реакции в процентах, сначала необходимо определить теоретически возможный объем водорода, который можно получить из 30 г технического натрия, содержащего 10% примесей.
- Находим массу чистого натрия:
Из 30 г натрия 10% составляют примеси. Значит, масса примесей составляет: \[ 30 \, \text{г} \times 0.10 = 3 \, \text{г} \]
Следовательно, масса чистого натрия: \[ 30 \, \text{г} - 3 \, \text{г} = 27 \, \text{г} \]
- Находим количество молей натрия:
Молярная масса натрия (Na) примерно равна 23 г/моль. Теперь найдём количество молей натрия: \[ n_{\text{Na}} = \frac{27 \, \text{г}}{23 \, \text{г/моль}} \approx 1.17 \, \text{моль} \]
- Определяем количество водорода, получаемого в реакции:
При реакции натрия с водой получается один моль водорода на один моль натрия: \[ \text{Na} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{NaOH} + \frac{1}{2}\text{H}_2 \] Из одного моля натрия получается \(\frac{1}{2}\) моль водорода. Следовательно, количество водорода, получаемого из 1.17 моль натрия: \[ n_{\text{H}_2} = \frac{1.17}{2} \approx 0.585 \, \text{моль} \]
- Находим теоретически возможный объем водорода:
При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22.4 л. Таким образом, теоретический объем водорода будет: \[ V_{\text{H}_2} = 0.585 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 13.12 \, \text{л} \]
- Вычисляем объемную долю выхода продукта реакции:
Нам дано, что фактический объем полученного водорода составляет 8.96 л. Тогда объемная доля выхода продукта реакции в процентах: \[ \text{Выход, \%} = \left( \frac{V_{\text{реальный}}}{V_{\text{теоретический}}} \right) \times 100\% \] \[ \text{Выход, \%} = \left( \frac{8.96 \, \text{л}}{13.12 \, \text{л}} \right) \times 100\% \approx 68.24\% \]
Таким образом, объемная доля выхода продукта реакции составляет примерно 68.24%.
