Давайте решим задачу, шаг за шагом, чтобы понять, как рассчитать объем кислорода, необходимого для полного сгорания фосфора (P).
Шаг 1: Написание уравнения реакции
Фосфор (P) при сгорании образует фосфорный ангидрид (P₂O₅). Уравнение реакции сгорания фосфора выглядит следующим образом:
[
4P + 5O₂ \rightarrow 2P₂O₅
]
Это уравнение говорит о том, что 4 молекулы фосфора реагируют с 5 молекулами кислорода, образуя 2 молекулы фосфорного ангидрида.
Шаг 2: Молярная масса фосфора
Определим молярную массу фосфора. Молярная масса P (фосфор) приблизительно равна 31 г/моль. Поскольку у нас 93 г фосфора, можем найти количество молей фосфора:
[
n_P = \frac{m_P}{M_P} = \frac{93 \text{ г}}{31 \text{ г/моль}} = 3 \text{ моль}
]
Шаг 3: Определение количества кислорода
По уравнению реакции можем увидеть, что на 4 моля фосфора требуется 5 молей кислорода. Поэтому:
[
\frac{5 \text{ моль } O₂}{4 \text{ моль } P} = \frac{5}{4} \text{ моль O₂ на 1 моль P}
]
Для 3 молей фосфора потребуется:
[
n_{O₂} = n_P \cdot \frac{5}{4} = 3 , \text{моль} \cdot \frac{5}{4} = 3.75 , \text{моль} , O₂
]
Шаг 4: Расчет объема кислорода при нормальных условиях
Нормальные условия (н.у.) подразумевают, что температура составляет 0°C (273 K), а давление — 1 атм. При этих условиях 1 моль газа занимает объем 22.4 литра. Мы можем теперь найти объем кислорода:
[
V_{O₂} = n_{O₂} \cdot V_m = 3.75 , \text{моль} \cdot 22.4 , \text{л/моль} = 84 , \text{литра}
]
Шаг 5: Ответ
Таким образом, объем кислорода, необходимого для полного сгорания 93 г фосфора, составляет 84 литра.
Если у вас остались вопросы по поводу решения, не стесняйтесь задавать!
