Чтобы определить массу водорода, выделившегося при взаимодействии калия с водой, необходимо рассмотреть уравнение реакции:
[ 2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2 ]
Сначала вычислим количество вещества (моль) калия и воды.
Для калия (K):
- Молярная масса калия составляет примерно 39 г/моль.
- Количество вещества калия:
[
n(K) = \frac{8\text{ г}}{39\text{ г/моль}} \approx 0.205\text{ моль}
]
Для воды (H₂O):
- Молярная масса воды составляет примерно 18 г/моль.
- Количество вещества воды:
[
n(H_2O) = \frac{50\text{ г}}{18\text{ г/моль}} \approx 2.78\text{ моль}
]
Теперь определим, какой из реагентов является лимитирующим. Согласно уравнению реакции, 2 моль калия реагируют с 2 молями воды, то есть 1 моль калия реагирует с 1 молью воды.
Сравнив молярные количества:
- У нас есть около 0.205 моль калия и 2.78 моль воды.
- Калий, в данном случае, является лимитирующим реагентом, так как его количество меньше.
По уравнению, 2 моль калия дают 1 моль водорода. Таким образом, 0.205 моль калия даст:
[
n(H_2) = \frac{0.205\text{ моль K}}{2} \approx 0.1025\text{ моль H}_2
]
Теперь найдем массу выделенного водорода. Молярная масса водорода (H₂) примерно 2 г/моль:
[
m(H_2) = n(H_2) \cdot M(H_2) = 0.1025\text{ моль} \cdot 2\text{ г/моль} \approx 0.205\text{ г}
]
Таким образом, при взаимодействии 8 г калия с 50 г воды выделится примерно 0.205 г водорода.
