Из 144 граммов кальция получили 150 граммов нитрида кальция. Вычислите выход продукта от теоретически возможного.
Давай разберемся с данной задачей по химии. Мы будем вычислять выход нитрида кальция (Ca₃N₂) в процентном соотношении относительно теоретически возможного выхода.
Шаг 1: Описание реакции
Сначала нам нужно записать уравнение реакции между кальцием и азотом:
\[ 3 \, \text{Ca} + \text{N}_2 \rightarrow \text{Ca}_3\text{N}_2 \]
Это означает, что 3 молекулы кальция реагируют с одной молекулой азота для образования одной молекулы нитрида кальция.
Шаг 2: Найдём малярные массы
Из таблицы Менделеева:
- Молярная масса кальция (Ca) = 40 г/моль.
- Молярная масса нитрида кальция (Ca₃N₂) = (3 × 40) + (2 × 14) = 120 + 28 = 148 г/моль.
Шаг 3: Считаем теоретически возможный выход
Для 3 моль кальция, теоретически мы можем получить 1 моль Ca₃N₂.
Теперь определим, сколько моль кальция у нас есть:
\[ \text{Количество моль Ca} = \frac{144 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 3.6 \, \text{моль} \]
Теперь, согласно уравнению реакции, из 3 моль Ca можно получить 1 моль Ca₃N₂. Следовательно, из 3.6 моль кальция можно получить:
\[ \text{Количество моль Ca}_3\text{N}_2 = \frac{3.6 \, \text{моль Ca}}{3} = 1.2 \, \text{моль Ca}_3\text{N}_2 \]
Теперь найдем массу нитрида кальция, которую мы можем получить:
\[ \text{Масса Ca}_3\text{N}_2 = 1.2 \, \text{моль} \times 148 \, \text{г/моль} = 177.6 \, \text{г} \]
Шаг 4: Найдём выход продукта
Теперь мы знаем, что теоретически можно получить 177.6 г нитрида кальция, а на практике получили 150 г. Выход продукта (в процентах) рассчитывается по формуле:
\[ \text{Выход (\%)} = \left( \frac{\text{Фактический выход}}{\text{Теоретический выход}} \right) \times 100 \]
Подставим наши значения:
\[ \text{Выход (\%)} = \left( \frac{150 \, \text{г}}{177.6 \, \text{г}} \right) \times 100 \approx 84.5 \% \]
Ответ:
Выход нитрида кальция составляет примерно 84.5% от теоретически возможного.
Если у тебя остались вопросы по решению, не стесняйся задавать!
