Какой объём газа выделится (00С, 101,3 кПа), если в реакцию вступят: 6,3 г сульфита натрия и 7,3 г соляной кислоты?
Чтобы рассчитать объём газа, который выделится в результате реакции сульфита натрия (Na₂SO₃) с соляной кислотой (HCl), необходимо выяснить, какая масса реагентов будет полностью реагировать, и узнаем, каковы стехиометрические соотношения в реакции.
- Напишем уравнение реакции:
\[ \text{Na}_2\text{SO}_3 + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} + \text{SO}_2 \uparrow \]
- Рассчитаем количество вещества (моль) для каждого из реагентов:
Для сульфита натрия (Na₂SO₃):
- Молярная масса Na₂SO₃ = 2(22,99) + 32,07 + 3(16,00) = 126,05 г/моль.
- Количество вещества Na₂SO₃: \[ n(\text{Na}_2\text{SO}_3) = \frac{6,3 \, \text{г}}{126,05 \, \text{г/моль}} \approx 0,0500 \, \text{моль} \]
Для соляной кислоты (HCl):
- Молярная масса HCl = 1,01 + 35,45 = 36,46 г/моль.
- Количество вещества HCl: \[ n(\text{HCl}) = \frac{7,3 \, \text{г}}{36,46 \, \text{г/моль}} \approx 0,200 \, \text{моль} \]
Теперь определим, какой реагент является лимитирующим. Из уравнения реакции видно, что на 1 моль Na₂SO₃ требуется 2 моля HCl. Следовательно, для 0,0500 моль Na₂SO₃ необходимо: \[ 0,0500 \, \text{моль} \times 2 = 0,100 \, \text{моль} \, \text{HCl} \] Поскольку у нас 0,200 моля HCl, то сульфит натрия является лимитирующим реагентом.
Теперь посчитаем, сколько газа (SO₂) выделится. Из уравнения видно, что 1 моль Na₂SO₃ даёт 1 моль SO₂. Следовательно, из 0,0500 моль Na₂SO₃ получится 0,0500 моль SO₂.
Используем закон Бойля-Авогадро для определения объёма газа при стандартных условиях (0°C, 101,3 кПа):
- Объём одного моля газа при этих условиях составляет 22,4 л.
- Объём SO₂: \[ V = n \times V_m = 0,0500 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 1,12 \, \text{л} \]
Таким образом, объём выделившегося газа (SO₂) составит примерно 1,12 литра.
