Чтобы определить объем водорода, который выделится при взаимодействии натрия с соляной кислотой, сначала напишем уравнение реакции:
[ 2 , Na + 2 , HCl \rightarrow 2 , NaCl + H_2 \uparrow ]
Из уравнения видно, что 2 молекулы (или моля) соляной кислоты реагируют с 2 молями натрия, образуя 1 моль водорода.
Теперь найдем, сколько моль соляной кислоты содержится в 19.6 граммах.
Молярная масса HCl (водорода и хлора):
- H: 1 г/моль
- Cl: 35.5 г/моль
- Молярная масса HCl = 1 + 35.5 = 36.5 г/моль.
Теперь найдем количество моль HCl в 19.6 граммах:
[
\text{Количество моль HCl} = \frac{\text{масса (г)}}{\text{молярная масса (г/моль)}} = \frac{19.6 , \text{г}}{36.5 , \text{г/моль}} \approx 0.537 , \text{моль}.
]
Согласно уравнению реакции, 2 моль HCl выделяют 1 моль H₂. Таким образом, количество водорода, который выделится, можно найти следующим образом:
[
\text{Количество моль H}_2 = \frac{0.537 , \text{моль HCl}}{2} \approx 0.2685 , \text{моль H}_2.
]
Теперь, используя закон Бойля-Мариотта, мы можем преобразовать количество моль водорода в объем. При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22.4 литра:
[
\text{Объем H}_2 = 0.2685 , \text{моль} \times 22.4 , \text{л/моль} \approx 6.02 , \text{л}.
]
Таким образом, при взаимодействии натрия с 19.6 г соляной кислоты выделится approximately 6.02 литра водорода.
