Чтобы рассчитать массу и объем кислорода, выделившегося при разложении перманганата калия (KMnO₄), сначала нужно определить, какое уравнение реакции происходит в этом процессе.
Разложение перманганата калия можно представить следующим уравнением:
[ 2 KMnO₄ \rightarrow K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ ]
Из уравнения видно, что 2 молекулы KMnO₄ приводят к образованию 1 молекулы кислорода (O₂).
- Вычисление количества вещества перманганата калия:
Сначала найдем молекулярную массу KMnO₄:
- Калий (K): 39,1 г/моль
- Марганец (Mn): 54,9 г/моль
- Кислород (O): 16 г/моль × 4 = 64 г/моль
Общая масса KMnO₄:
[ M(KMnO₄) = 39,1 + 54,9 + 64 = 158 г/моль ]
Теперь находим количество вещества KMnO₄ в 15,8 г:
[ n(KMnO₄) = \frac{m}{M} = \frac{15,8 \text{ г}}{158 \text{ г/моль}} \approx 0,1 \text{ моль} ]
- Вычисление количества выделившегося кислорода:
Согласно уравнению реакции, из 2 моль KMnO₄ выделяется 1 моль O₂, следовательно, из 0,1 моль KMnO₄ выделится:
[ n(O₂) = \frac{0,1}{2} = 0,05 \text{ моль} ]
- Вычисление массы кислорода:
Молекулярная масса кислорода (O₂) составляет:
[ M(O₂) = 32 \text{ г/моль} ]
Таким образом, масса выделившегося кислорода будет:
[ m(O₂) = n(O₂) \times M(O₂) = 0,05 \text{ моль} \times 32 \text{ г/моль} = 1,6 \text{ г} ]
- Вычисление объема кислорода при нормальных условиях:
При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Поэтому объем кислорода составит:
[ V(O₂) = n(O₂) \times 22,4 \text{ л/моль} = 0,05 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 1,12 \text{ л} ]
Таким образом, при разложении 15,8 г перманганата калия выделяется 1,6 г кислорода, что соответствует объему 1,12 л.
