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 нужно сначала написать уравнение реакции между сульфитом натрия (Na2SO3) и соляной кислотой (HCl).
Уравнение реакции выглядит следующим образом:
\[ \text{Na2SO3} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{NaHSO3} + \text{H2O} \]
Теперь давайте определим, сколько вещества (в молях) у нас имеется:
Рассчитаем количество вещества сульфита натрия (Na2SO3):
- Молярная масса Na2SO3 = 2*(Na) + S + 3*(O) = 223 + 32 + 316 = 46 + 32 + 48 = 126 г/моль
- m(Na2SO3) = 6.3 г
- n(Na2SO3) = m/M = 6.3 г / 126 г/моль ≈ 0.0500 моль
Рассчитаем количество вещества соляной кислоты (HCl):
- Молярная масса HCl = H + Cl = 1 + 35.5 = 36.5 г/моль
- m(HCl) = 7.3 г
- n(HCl) = m/M = 7.3 г / 36.5 г/моль ≈ 0.200 моль
Теперь мы сравним моли реагентов с коэффициентами уравнения реакции:
- На 1 моль Na2SO3 требуется 2 моль HCl.
- У нас есть 0.0500 моль Na2SO3, что требует 0.1000 моль HCl (0.0500 моль * 2).
- У нас есть 0.200 моль HCl, следовательно, HCl является избытком, а Na2SO3 - лимитирующим реагентом.
Теперь найдем, сколько газа выделится в процессе реакции. В данном случае сульфит натрия с кислотой приводит к образованию диоксида серы (SO2) и воды.
Из уравнения видно: 1 моль Na2SO3 дает 1 моль SO2.
Следовательно, 0.0500 моль Na2SO3 выделит 0.0500 моль SO2.
Теперь рассчитаем объем SO2, используя уравнение состояния идеального газа:
\[ V = nRT/P \]
Где:
- n = 0.0500 моль (выделившийся газ)
- R = 8.31 Дж/(моль·К) (газовая постоянная)
- T = 273.15 K (температура в Кельвинах, 0°C)
- P = 101.3 кПа = 101300 Па (давление)
Теперь подставим значения:
\[ V = (0.0500 \, \text{моль}) \times (8.31 \, \text{Дж/(моль·К)}) \times (273.15 \, \text{К}) / (101300 \, \text{Па}) \]
\[ V = (0.0500) \times (8.31) \times (273.15) / (101300) \]
\[ V ≈ 0.0122 \, \text{м³} = 12.2 \, \text{л} \]
Таким образом, объём газа (SO2), выделившегося в результате реакции, составит примерно 12.2 литра.
