Для начала решим задачу о том, какой объём кислорода потребуется для реакции с 54 г калия.
Шаг 1: Понять химическую реакцию
Калий (K) реагирует с кислородом (O₂) с образованием оксида калия (K₂O). Уравнение этой реакции можно записать следующим образом:
[ 4K + O_2 \rightarrow 2K_2O ]
Шаг 2: Находим количество вещества калия
Сначала рассчитаем, сколько моль калия содержится в 54 г.
Молярная масса калия:
Молярная масса K составляет примерно 39,1 г/моль.
Количество калия в молях:
Используем формулу:
[
n = \frac{m}{M}
]
где (n) — количество вещества в молях, (m) — масса вещества (54 г), (M) — молярная масса (39,1 г/моль).
[
n(K) = \frac{54, \text{г}}{39,1, \text{г/моль}} \approx 1,38, \text{моль}
]
Шаг 3: Используем соотношения реакции
Теперь посмотрим на уравнение реакции. По уравнению видно, что:
- 4 моль калия реагируют с 1 моль кислорода.
Следовательно, для 1,38 моль калия потребуется:
[
n(O_2) = \frac{1, \text{моль} O_2}{4, \text{моль} K} \cdot n(K) = \frac{1}{4} \cdot 1,38, \text{моль K} \approx 0,345, \text{моль O_2}
]
Шаг 4: Переводим молей кислорода в объем
Теперь используем закон бокса, что 1 моль идеального газа занимает объем 22,4 л при стандартных условиях (0 °C и 1 атм).
Следовательно, объем кислорода будет:
[
V = n(O_2) \cdot V_m = 0,345, \text{моль} \cdot 22,4, \text{л/моль} \approx 7,74, \text{л}
]
Ответ
Таким образом, для реакции с 54 г калия потребуется примерно 7,74 литра кислорода.
