Какой объём газа выделится (00С, 101,3 кПа), если в реакцию вступят: 6,3 г сульфита натрия и 7,3 г соляной кислоты
Для того чтобы рассчитать объём газа, который выделится в результате реакции, сначала нужно определить, какие реакционные составляющие и продукты образуются.
- Напишем уравнение реакции между сульфитом натрия (Na2SO3) и соляной кислотой (HCl):
\[ Na2SO3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H2O + SO2 \]
- Определим количество вещества (моль) каждого из реагентов.
Молярная масса:
- Сульфит натрия (Na2SO3): \[ 2 \times 23 + 32 + 3 \times 16 = 46 + 32 + 48 = 126 \text{ г/моль} \]
- Соляная кислота (HCl): \[ 1 + 35.5 = 36.5 \text{ г/моль} \]
Теперь рассчитаем количество вещества:
Для сульфита натрия: \[ n(Na2SO3) = \frac{6.3 \, \text{г}}{126 \, \text{г/моль}} \approx 0.050 \, \text{моль} \]
Для соляной кислоты: \[ n(HCl) = \frac{7.3 \, \text{г}}{36.5 \, \text{г/моль}} \approx 0.200 \, \text{моль} \]
- Теперь посмотрим, в каких соотношениях реагенты реагируют по уравнению реакции. На 1 моль сульфита натрия требуется 2 моли соляной кислоты. То есть:
- Для 0.050 моль Na2SO3 понадобится: \[ 0.050 \, \text{моль} \times 2 = 0.100 \, \text{моль HCl} \]
Поскольку у нас есть 0.200 моль HCl, то сульфит натрия является лимитирующим реактантом.
Теперь вычислим, сколько газа (SO2) образуется. Из уравнения реакции видно, что на 1 моль Na2SO3 получается 1 моль SO2. Значит, из 0.050 моль Na2SO3 получится 0.050 моль SO2.
Рассчитаем объём газа при заданных условиях (0 °C и 101,3 кПа). Используем уравнение состояния газа:
\[ V = nRT/P \]
Подставим известные значения:
- n = 0.050 моль
- R = 8.314 Дж/(моль·К) = 8.314 (л·кПа)/(моль·К)
- T = 273.15 K
- P = 101.3 кПа
\[ V = \frac{0.050 \, \text{моль} \times 8.314 \, \text{(л·кПа)/(моль·К)} \times 273.15 \, \text{К}}{101.3 \, \text{кПа}} \approx 1.24 \, \text{л} \]
Итак, объём газа (SO2), выделившегося в результате реакции, составляет примерно 1.24 литра.
