Какой объём газа выделится (00С, 101,3 кПа), если в реакцию вступят: 6,3 г сульфита натрия и 7,3 г соляной кислоты?
Для решения данной задачи сначала определим, какие вещества участвуют в реакции, а затем выясним, какое количество газа выделится.
Реакция между сульфитом натрия (\(Na_2SO_3\)) и соляной кислотой (\(HCl\)) может быть представлена следующим образом:
\[ Na_2SO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + SO_2 + H_2O \]
Из уравнения видно, что из 1 моля сульфита натрия выделяется 1 моль углекислого газа (\(SO_2\)).
Теперь рассчитаем количество реагентов, чтобы определить, какой из них является лимитирующим.
Найдем количество вещества сульфита натрия (\(Na_2SO_3\)):
- Молярная масса \(Na_2SO_3 = 2 \cdot 23 + 32 + 3 \cdot 16 = 126 \, \text{г/моль}\)
- Количество вещества: \[ n(Na_2SO_3) = \frac{6.3 \, \text{г}}{126 \, \text{г/моль}} \approx 0.05 \, \text{моль} \]
Найдем количество вещества соляной кислоты (\(HCl\)):
- Молярная масса \(HCl = 1 + 35.5 = 36.5 \, \text{г/моль}\)
- Количество вещества: \[ n(HCl) = \frac{7.3 \, \text{г}}{36.5 \, \text{г/моль}} \approx 0.2 \, \text{моль} \]
По уравнению реакции:
- Для 0.05 моль \(Na_2SO_3\ требуется 0.1 моль \(HCl\) (поскольку на 1 моль \(Na_2SO_3\) требуется 2 моль \(HCl\)).
- У нас есть 0.2 моль \(HCl\) (в достаточном количестве), следовательно, \(Na_2SO_3\) является лимитирующим реагентом.
Выделение газа:
- Поскольку 1 моль \(Na_2SO_3\) выделяет 1 моль \(SO_2\), то из 0.05 моль \(Na_2SO_3\) выделится 0.05 моль \(SO_2\).
Найдем объем газа при нормальных условиях:
- При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22.4 л.
- Объем выделившегося газа (\(V\)): \[ V = n_{SO_2} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} = 0.05 \, \text{моль} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} \approx 1.12 \, \text{л} \]
Таким образом, объем выделившегося газа (углекислого газа) составит примерно 1.12 литра.
