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 этой задачи сначала необходимо установить, какая реакция происходит между сульфитом натрия (Na2SO3) и соляной кислотой (HCl). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
\[ \text{Na}_2\text{SO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow 2\text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} + \text{SO}_2 \uparrow \]
Теперь определим количество вещества каждого реагента.
Сульфит натрия (Na2SO3):
- Молярная масса Na2SO3: \[ M(\text{Na}_2\text{SO}_3) = 23 \times 2 + 32 + 16 \times 3 = 46 + 32 + 48 = 126 \, \text{г/моль} \]
- Количество вещества: \[ n(\text{Na}_2\text{SO}_3) = \frac{m}{M} = \frac{6.3 \, \text{г}}{126 \, \text{г/моль}} \approx 0.050 \, \text{моль} \]
Соляная кислота (HCl):
- Молярная масса HCl: \[ M(\text{HCl}) = 1 + 35.5 = 36.5 \, \text{г/моль} \]
- Количество вещества: \[ n(\text{HCl}) = \frac{m}{M} = \frac{7.3 \, \text{г}}{36.5 \, \text{г/моль}} \approx 0.200 \, \text{моль} \]
Теперь определим, какой реагент является лимитирующим. По уравнению реакции нам нужно 2 моля HCl на 1 моль Na2SO3:
\[ n(\text{HCl})_{\text{необходимое}} = 2 \times n(\text{Na}_2\text{SO}_3) = 2 \times 0.050 \, \text{моль} = 0.100 \, \text{моль} \]
Так как у нас есть 0.200 моль HCl, а нужно только 0.100 моль, лимитирующим реагентом является сульфит натрия.
Теперь мы можем найти, сколько газа SO2 выделится:
По уравнению реакции на 1 моль Na2SO3 выделяется 1 моль SO2. Мы имеем 0.050 моль Na2SO3, значит выделится:
\[ n(\text{SO}_2) = n(\text{Na}_2\text{SO}_3) = 0.050 \, \text{моль} \]
Теперь можем найти объём SO2 при нормальных условиях (0°C, 101.3 кПа):
Для газа при нормальных условиях 1 моль занимает 22.4 литра. Следовательно, объём SO2:
\[ V(\text{SO}_2) = n(\text{SO}_2) \times 22.4 \, \text{л/моль} = 0.050 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 1.12 \, \text{л} \]
Таким образом, объём выделившегося газа SO2 составляет примерно 1.12 литра.
