12. Рассчитайте объем (н. у.) кислорода, необходимого для полного сгорания фосфора массой 93 г.
Для решения задачи о расчете объема кислорода, необходимого для полного сгорания фосфора, сначала нужно определить реакцию сгорания фосфора. Фосфор (P) при горении образует оксид фосфора(V) (P2O5). Уравнение реакции можно записать следующим образом:
\[ 4 P + 5 O_2 \rightarrow 2 P_2O_5 \]
Теперь давайте разберемся, сколько молей фосфора соответствует массе 93 г.
Найдем молярную массу фосфора:
- Молярная масса P (фосфора) составляет примерно 31 г/моль.
- Тогда молярная масса 4 молей P: \( 4 \times 31 = 124 \) г.
Определим, сколько молей фосфора содержится в 93 г: \[ n(P) = \frac{m}{M} = \frac{93 \text{ г}}{31 \text{ г/моль}} \approx 3 \text{ моль} \]
Используя соотношение из уравнения реакции, найдем, сколько кислорода требуется для сгорания 3 моль фосфора. Из уравнения видно, что 4 моля фосфора реагируют с 5 молями кислорода: \[ \frac{5 \text{ моль } O_2}{4 \text{ моль } P} \]
Таким образом, для 3 моль фосфора потребуется: \[ n(O_2) = 3 \text{ моль P} \times \frac{5 \text{ моль } O_2}{4 \text{ моль } P} = 3.75 \text{ моль } O_2 \]
Теперь вычислим объем кислорода при нормальных условиях (н. у.). При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22.4 л. \[ V(O_2) = n(O_2) \times 22.4 \text{ л/моль} = 3.75 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} \approx 84 \text{ л} \]
Таким образом, объем кислорода, необходимого для полного сгорания 93 г фосфора, составляет примерно 84 литра.
