Рассчитайте объем (в литрах) сероводорода (н.у.), необходимый для получения 16 г серы по реакции с бромом, если выход реакции равен 85%. (Запишите число с точностью до десятых.)
Для решения этой задачи сначала необходимо разобраться с реакцией между сероводородом (H₂S) и бромом (Br₂) и определить эквиваленты реагентов.
Реакция между сероводородом и бромом происходит по следующему уравнению:
\[ H_2S + Br_2 \rightarrow S + 2HBr \]
Из уравнения видно, что 1 моль H₂S реагирует с 1 моль Br₂ для получения 1 моля серы (S).
- Находим количество вещества серы.
Сначала найдем количество молей серы (S) из 16 г:
Молярная масса серы (S) составляет 32 г/моль. Используем формулу:
\[ n = \frac{m}{M} \] где:
- \( n \) — количество вещества (моли),
- \( m \) — масса (г),
- \( M \) — молярная масса (г/моль).
Подставим значения:
\[ n_S = \frac{16\,\text{г}}{32\,\text{г/моль}} = 0,5\,\text{моль} \]
Определяем количество необходимого сероводорода (H₂S).
Согласно уравнению, требуется 1 моль H₂S для получения 1 моля серы, следовательно, для получения 0,5 моля серы требуется 0,5 моль H₂S.С учетом выхода реакции.
Поскольку выход реакции составляет 85%, то фактическое количество H₂S, необходимое для получения 0,5 моль серы, будет больше:
\[ n_{H_2S,\,фактический} = \frac{n_{H_2S}}{выход} = \frac{0,5\,\text{моль}}{0,85} \approx 0,588\,\text{моль} \]
- Теперь находим объем сероводорода при нормальных условиях (н.у.).
При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 литра. Следовательно, объем H₂S можно найти так:
\[ V = n \cdot V_m \] где:
- \( V \) — объем (л),
- \( n \) — количество молей (моли),
- \( V_m = 22,4\,\text{л/моль} \) — молярный объем газа при н.у.
Теперь подставим значения:
\[ V_{H_2S} = 0,588\,\text{моль} \cdot 22,4\,\text{л/моль} \approx 13,2\,\text{л} \]
Таким образом, объем сероводорода, необходимый для получения 16 г серы по реакции с бромом при выходе реакции 85%, составляет примерно 13,2 литра.
