Чтобы определить массовую долю выхода продукта реакции, нужно сначала рассчитать, сколько оксида магния (MgO) должно было образоваться в теории, и затем сопоставить это с фактическим выходом.
Рассчитаем теоретическую массу оксида магния. В реакции между магнием и кислородом образуется оксид магния по уравнению:
\[ 2 \text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{MgO} \]
Молярная масса магния (Mg) составляет примерно 24 г/моль, а молярная масса оксида магния (MgO) — примерно 40 г/моль (24 г/моль + 16 г/моль).
В 5 г магния содержится:
\[ n_{\text{Mg}} = \frac{5 \, \text{г}}{24 \, \text{г/моль}} \approx 0.2083 \, \text{моль} \]
По уравнению реакции видно, что 2 моль магния дают 2 моль оксида магния. Значит, 0.2083 моль магния даст такое же количество моль MgO:
\[ n_{\text{MgO}} = 0.2083 \, \text{моль} \]
Теперь вычислим теоретическую массу оксида магния:
\[ m_{\text{MgO, теоретическая}} = n_{\text{MgO}} \times M_{\text{MgO}} = 0.2083 \, \text{моль} \times 40 \, \text{г/моль} \approx 8.33 \, \text{г} \]
Теперь вычислим массовую долю выхода продукта реакции. Фактический выход оксида магния составил 8 г. Для определения массовой доли выхода продукта используем формулу:
\[ \text{Массовая доля выхода} = \left(\frac{m_{\text{MgO, фактическая}}}{m_{\text{MgO, теоретическая}}}\right) \times 100\% \]
Подставляем значения:
\[ \text{Массовая доля выхода} = \left(\frac{8 \, \text{г}}{8.33 \, \text{г}}\right) \times 100\% \approx 96\% \]
Таким образом, массовая доля выхода продукта реакции составляет примерно 96%.