Вычислите объем водорода (н. у.), который может быть получен при растворении в воде 120 мг кальция, если выход газа составляет 80% от теоретически возможного.
Чтобы вычислить объем водорода (H₂), который можно получить при растворении кальция (Ca) в воде, сначала необходимо провести расчеты, основываясь на химической реакции, а затем учесть выход газа.
Запишите уравнение реакции: Кальций реагирует с водой, образуя гидроксид кальция и водород: \[ Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \]
Определите молекулярную массу кальция: Молярная масса кальция (Ca) примерно 40 г/моль.
Переведите массу кальция в граммы: \[ 120 \text{ мг} = 0.120 \text{ г} \]
Выясните количество моль кальция: \[ n(Ca) = \frac{m(Ca)}{M(Ca)} = \frac{0.120 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.003 \text{ моль} \]
Определите количество водорода: Из уравнения видно, что на 1 моль кальция образуется 1 моль водорода. Следовательно, количество водорода, которое теоретически может быть получено, равно количеству моль кальция. \[ n(H_2) = n(Ca) = 0.003 \text{ моль} \]
Вычислите объем водорода при нормальных условиях: При нормальных условиях (н. у.) 1 моль газа занимает объем 22.4 л. Таким образом, \[ V(H_2) = n(H_2) \times 22.4 \text{ л/моль} = 0.003 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} \approx 0.0672 \text{ л} = 67.2 \text{ мл} \]
Учитываем выход газа: Учитывая, что выход составляет 80%, объем водорода, который будет фактически получен: \[ V_{реальный}(H_2) = V(H_2) \times 0.80 = 67.2 \text{ мл} \times 0.80 \approx 53.76 \text{ мл} \]
Таким образом, при растворении 120 мг кальция в воде с выходом газа 80% может быть получено примерно 53.76 мл водорода.
