Чтобы определить объем газа, который был собран в газометре, сначала нужно найти, сколько меди содержится в алюминиевой бронзе, а затем определить, сколько газа образуется в результате реакции с гидроксидом натрия.
Выясняем массу меди в бронзе: Массовая доля меди в бронзе составляет 89,2%. Масса бронзы = 150 г.
Масса меди в бронзе: \[ m_{\text{Cu}} = 150 \, \text{г} \times 0.892 = 133.8 \, \text{г} \]
Определяем количество вещества меди (Cu): Молярная масса меди (Cu) составляет примерно 63,5 г/моль. \[ n_{\text{Cu}} = \frac{m_{\text{Cu}}}{M_{\text{Cu}}} = \frac{133.8 \, \text{г}}{63.5 \, \text{г/моль}} \approx 2.11 \, \text{моль} \]
Реакция меди с гидроксидом натрия: При взаимодействии меди с гидроксидом натрия происходит образование оксида меди (CuO) и выделение водорода (H₂): \[ 2 \, \text{Cu} + 4 \, \text{NaOH} \rightarrow 2 \, \text{Na}_2\text{Cu(OH)}_4 \, + \, H_{2} \uparrow \]
Из уравнения видно, что на 2 моли меди выделяется 1 моль водорода.
Определяем количество водорода: Из 2.11 моль меди можно получить: \[ n_{\text{H}_2} = \frac{n_{\text{Cu}}}{2} = \frac{2.11}{2} \approx 1.055 \, \text{моль} \]
Выход газа: Выход продукта реакции составляет 90%, поэтому фактическое количество образовавшегося водорода: \[ n'_{\text{H}_2} = n_{\text{H}_2} \times 0.9 \approx 1.055 \times 0.9 \approx 0.9495 \, \text{моль} \]
Определяем объем водорода при нормальных условиях: Молярный объем газа при нормальных условиях (н.у.) примерно равен 22,4 л/моль. \[ V_{\text{H}_2} = n'_{\text{H}_2} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 0.9495 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 21.3 \, \text{л} \]
Таким образом, объем газа, собранного в газометре, составляет примерно 21.3 литра.