Чтобы рассчитать массу перманганата калия ((KMnO_4)), необходимого для получения кислорода ((O_2)), нам нужно знать уравнение реакции разложения перманганата калия.
Перманганат калия разлагается на кислород, оксид марганца(II) и калий в щелочной среде по следующему уравнению:
[
2 KMnO_4 \rightarrow 2 MnO_2 + K_2O + O_2
]
Из этого уравнения видно, что 2 молекулы перманганата калия дают 1 молекулу кислорода.
- Сначала найдем количество вещества кислорода, которое соответствует 40 г.
Молярная масса кислорода ((O_2)):
[
M(O_2) = 2 \times 16 \text{ г/моль} = 32 \text{ г/моль}
]
Количество вещества кислорода:
[
n(O_2) = \frac{m(O_2)}{M(O_2)} = \frac{40 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 1.25 \text{ моль}
]
- Теперь найдем количество вещества перманганата калия, необходимого для получения 1.25 моль кислорода.
Согласно уравнению, 2 моль (KMnO_4) образуют 1 моль (O_2), то для получения 1.25 моль (O_2) потребуется:
[
n(KMnO_4) = 2 \times n(O_2) = 2 \times 1.25 \text{ моль} = 2.5 \text{ моль}
]
- Теперь найдем массу 2.5 моль (KMnO_4). Молярная масса перманганата калия:
[
M(KMnO_4) = M(K) + M(Mn) + 4 \times M(O) = 39.1 \text{ г/моль} + 54.9 \text{ г/моль} + 4 \times 16 \text{ г/моль} = 158.0 \text{ г/моль}
]
- Рассчитаем массу (KMnO_4):
[
m(KMnO_4) = n(KMnO_4) \times M(KMnO_4) = 2.5 \text{ моль} \times 158.0 \text{ г/моль} = 395 \text{ г}
]
Таким образом, для получения 40 г кислорода необходимо 395 г перманганата калия.
