Для решения задачи мы рассмотрим реакцию между сульфатом натрия (Na₂SO₄) и хлоридом бария (BaCl₂), которая приводит к образованию осадка сульфата бария (BaSO₄). Давайте пройдем шаг за шагом.
Шаг 1: Запишем уравнение реакции
Реакция выглядит следующим образом:
[
\text{BaCl}_2 (aq) + \text{Na}_2\text{SO}_4 (aq) \rightarrow \text{BaSO}_4 (s) + 2\text{NaCl} (aq)
]
Шаг 2: Найдем количество вещества хлорида бария
Сначала найдем количество вещества (в молях) хлорида бария (BaCl₂), используя его объем и концентрацию. Для упрощения задачи мы будем считать, что раствор был 1 М, так как конкретная концентрация не указана:
[
\text{Моль} = \text{Концентрация (моль/л)} \times \text{Объем (л)}
]
Допустим, что 62,4 л хлорида бария у нас. Тогда:
[
n(\text{BaCl}_2) = 1 , \text{моль/л} \times 62,4 , \text{л} = 62,4 , \text{моля}
]
Шаг 3: Найдем теоретический выход сульфата бария
Определим, сколько сульфата бария будет образовано из расчетного количества хлорида бария. На одно моль BaCl₂ по уравнению реакции получается одно моль BaSO₄.
Таким образом, теоретический выход BaSO₄ (в молях):
[
n(\text{BaSO}_4) = n(\text{BaCl}_2) = 62,4 , \text{моля}
]
Теперь найдем массу сульфата бария:
- Молярная масса BaSO₄:
- Ba: 137,33 г/моль
- S: 32,07 г/моль
- O (4): 16 г/моль (\times) 4 = 64 г/моль
[
M(\text{BaSO}_4) = 137,33 + 32,07 + 64 = 233,4 , \text{г/моль}
]
- Масса BaSO₄:
[
m(\text{BaSO}_4) = n(\text{BaSO}_4) \times M(\text{BaSO}_4) = 62,4 , \text{моля} \times 233,4 , \text{г/моль} \approx 14507,36 , \text{г}
]
Шаг 4: Найдем практический выход и его эффективность
Юный химик получил 49 г сульфата бария, следовательно, практический выход:
[
\text{Практический выход} = \frac{\text{Полученная масса}}{\text{Теоретическая масса}} \times 100%
]
Подставляем значения:
[
\text{Практический выход} = \frac{49 , \text{г}}{14507,36 , \text{г}} \times 100% \approx 0,34%
]
Ответ
Практический выход реакции, проведенной юным химиком, составил примерно 0,34%. Это очень низкий выход, возможно, из-за потерь при фильтрации или других факторов, таких как неполное реагирование.
