Решить задачу: Найти объем газа полученного при реакции 9.6г натрия и воды, если выход реакции 40%
Для решения задачи необходимо сначала определить количество вещества натрия и, используя стехиометрию, вычислить теоретический объем газа, а затем учесть выход реакции в 40%.
Определение количества вещества натрия: Молярная масса натрия (Na) примерно равна 23 г/моль.
\[ n_{Na} = \frac{m_{Na}}{M_{Na}} = \frac{9.6 \text{ г}}{23 \text{ г/моль}} \approx 0.417 \text{ моль} \]
Запись реакции: При реакции натрия с водой образуется натрий гидроксид и водород: \[ 2 \text{Na} + 2 \text{H}_2O \rightarrow 2 \text{NaOH} + \text{H}_2 \] Из уравнения видно, что 2 моль Na реагируют с 2 моль H₂O и образуют 1 моль H₂.
Количество газа: Из уравнения видно, что 2 моль натрия дают 1 моль водорода. Тогда для 0.417 моль натрия количество образовавшегося водорода можно вычислить так: \[ n_{H_2} = \frac{0.417 \text{ моль Na}}{2} \approx 0.2085 \text{ моль H}_2 \]
Объем газа при нормальных условиях: При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем примерно 22.4 литра. Следовательно, объем водорода в теории будет: \[ V_{H_2} = n_{H_2} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 0.2085 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 4.67 \text{ л} \]
Учет выхода реакции: Учитывая, что выход реакции составляет 40%, фактический объем газа составит: \[ V_{H_2, \text{факт}} = V_{H_2} \cdot 0.40 \approx 4.67 \text{ л} \cdot 0.40 \approx 1.87 \text{ л} \]
Таким образом, объем газа (водорода), полученного при данной реакции, составляет примерно 1.87 литра.
