При взаимодействии натрия количеством вещества 0, 5 моль с водой получили водород объёмом 4,2 л (н. у.). Вычислите практический выход газа (%)
Для вычисления практического выхода водорода (\( \% \)) нам необходимо сначала рассчитать теоретический выход газа, исходя из количества натрия, и затем сравнить его с практическим выходом.
Определим теоретический выход водорода. При реакции натрия с водой образуется водород и гидроксид натрия по уравнению:
\[ 2 \text{Na} + 2 \text{H}_2O \rightarrow 2 \text{NaOH} + \text{H}_2 \]
Из уравнения видно, что 2 моля натрия реагируют с 2 молями воды и дают 1 моль водорода.
Таким образом, 0,5 моля натрия дадут:
\[ \text{Моль водорода} = \frac{0,5 \text{ моль Na}}{2} = 0,25 \text{ моль H}_2 \]
Теперь найдем объем водорода, который соответствует 0,25 моля при нормальных условиях (н.у.). При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л, следовательно:
\[ \text{Объем водорода} = 0,25 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 5,6 \text{ л} \]
Теперь вычислим практический выход водорода. Практический выход составил 4,2 л. Теперь можем найти процент практического выхода:
\[ \text{Практический выход} (\%) = \left( \frac{\text{Объем практического выхода}}{\text{Объем теоретического выхода}} \right) \times 100\% \]
Подставляем известные значения:
\[ \text{Практический выход} (\%) = \left( \frac{4,2 \text{ л}}{5,6 \text{ л}} \right) \times 100\% \approx 75\% \]
Таким образом, практический выход водорода составляет примерно 75%.
