при действии избытка воды на натрий массой 13,8 гр. выделилось 4,48л(н.у) водорода. определите массовую долю выхода водорода
Для решения задачи определим массовую долю выхода водорода при реакции натрия с водой. Начнем с уравнения реакции:
\[ 2 \text{Na} + 2 \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2 \text{NaOH} + \text{H}_2 \]
Определим количество натрия (Na) в молях:
Для этого используем массу натрия и его молекулярную массу:
\[ M_{\text{Na}} = 23 \, \text{г/моль} \]
Масса натрия \( m_{\text{Na}} = 13,8 \, \text{г} \):
\[ n_{\text{Na}} = \frac{m_{\text{Na}}}{M_{\text{Na}}} = \frac{13,8 \, \text{г}}{23 \, \text{г/моль}} \approx 0,6 \, \text{моль} \]
Определим количество выделившегося водорода (H₂) в молях:
Из уравнения реакции видно, что 2 моли натрия образуют 1 моль водорода. Следовательно, количество водорода:
\[ n_{\text{H}_2} = \frac{n_{\text{Na}}}{2} = \frac{0,6 \, \text{моль}}{2} = 0,3 \, \text{моль} \]
Рассчитаем объем выделившегося водорода:
По условию задачи, было выделено 4,48 л водорода при нормальных условиях (н.у.). В нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л, поэтому можно рассчитать, сколько моль водорода было выделено на самом деле:
\[ n_{\text{H}_2,\text{удостоверенный}} = \frac{V_{\text{H}_2}}{22,4 \, \text{л/моль}} = \frac{4,48 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,2 \, \text{моль} \]
Теперь найдем массовую долю выхода водорода:
Чтобы найти массовую долю выхода водорода, нам нужно знать массу водорода, которая была выделена. Молярная масса водорода (H₂) равна 2 г/моль. Таким образом, масса выделившегося водорода:
\[ m_{\text{H}_2} = n_{\text{H}_2,\text{удостоверенный}} \times M_{\text{H}_2 = 0,2 \, \text{моль} \times 2 \, \text{г/моль}} = 0,4 \, \text{г} \]
Теперь рассчитаем массовую долю выхода водорода:
Массовая доля находится по формуле:
\[ \text{Массовая доля} = \frac{m_{\text{H}_2}}{m_{\text{Na}}} \times 100\% \]
Подставляем значения:
\[ \text{Массовая доля} = \frac{0,4 \, \text{г}}{13,8 \, \text{г}} \times 100\% \approx 2,9\% \]
Таким образом, массовая доля выхода водорода составляет приблизительно 2,9%.
