Для расчета молярной массы эквивалента металла, который реагирует с разбавленной соляной кислотой с выделением водорода, нужно использовать уравнение для объема газа при нормальных условиях.
Сначала мы найдем количество молей водорода, выделившегося в реакции. Объем водорода ( V ) равен 1,364 л, давление ( p = 744 ) мм рт. ст. и температура ( T = 20 )°С.
Для проведения расчетов переведем давление в паскали и температуру в кельвины:
[
p = 744 , \text{мм рт. ст.} \times \frac{101325 , \text{Па}}{760 , \text{мм рт. ст.}} \approx 98600 , \text{Па}
]
[
T = 20 , \text{°C} + 273,15 = 293,15 , \text{K}
]
Теперь используя уравнение состояния идеального газа ( PV = nRT ), где ( R ) — универсальная газовая постоянная (( R = 8,314 , \text{Дж/(моль·К)} )), найдем количество молей газа ( n ):
[
n = \frac{PV}{RT}
]
Подставим известные значения:
[
n = \frac{98600 , \text{Па} \cdot 1,364 , \text{м}^3}{8,314 , \text{Дж/(моль·К)} \cdot 293,15 , \text{K}} \approx 0,052 , \text{моль}
]
Каждый моль выделившегося водорода соответствует одному молю металла, который реагирует с кислотой. Следовательно, количество молей металла (в данном случае, эквивалентного) также равно 0,052 моль.
Теперь, чтобы найти молярную массу эквивалента металла ( M ), воспользуемся формулой:
[
M = \frac{m}{n}
]
где ( m = 1 , \text{г} ) — масса металла, а ( n ) — количество молей.
[
M = \frac{1 , \text{г}}{0,052 , \text{моль}} \approx 19,23 , \text{г/моль}
]
Найденная молярная масса эквивалента металла примерно равна 19,23 г/моль. Теперь нам нужно определить металл с такой молярной массой.
По периодической таблице элементов, наиболее близким к этой молярной массе является литий (Li), который имеет молярную массу около 6,94 г/моль, что все же не соответствует значению, но в области легких металлов можно рассмотреть и такие, как натрий (Na, ~23 г/моль).
Таким образом, наиболее вероятный металл, следующий из задачи, это натрий, который может реагировать с соляной кислотой с выделением водорода.
