Определите объем газа, который выделяется при разложении 31,6 г перманганата калия
Чтобы определить объем газа, выделяющегося при разложении перманганата калия (KMnO₄), необходимо провести расчет на основе уравнения реакции.
Шаг 1: Уравнение реакции
Перманганат калия разлагается при нагревании по следующему уравнению:
\[ 2 \, KMnO_4 \, \text{(тв)} \rightarrow K_2MnO_4 \, \text{(тв)} + MnO_2 \, \text{(тв)} + O_2 \, \text{(г)} \]
Из уравнения видно, что 2 моля KMnO₄ дают 1 моль O₂ (газа).
Шаг 2: Рассчитываем количество вещества KMnO₄
Молярная масса KMnO₄:
- K (калий) = 39,10 г/моль
- Mn (марганец) = 54,94 г/моль
- O (кислород) = 16,00 г/моль (в 4-х атомах = 4 × 16,00 г/моль = 64,00 г/моль)
Молярная масса KMnO₄: \[ M(KMnO_4) = 39,10 + 54,94 + 64,00 = 158,04 \, \text{г/моль} \]
Количество вещества KMnO₄ в 31,6 г: \[ n(KMnO_4) = \frac{m}{M} = \frac{31,6 \, \text{г}}{158,04 \, \text{г/моль}} \approx 0,199 \, \text{моль} \]
Шаг 3: Рассчитываем количество кислорода (O₂)
Из уравнения реакции видно, что 2 моль KMnO₄ дают 1 моль O₂. Следовательно, количество O₂, выделяющегося из 0,199 моль KMnO₄, рассчитывается следующим образом: \[ n(O_2) = \frac{1}{2} \cdot n(KMnO_4) = \frac{1}{2} \cdot 0,199 \approx 0,0995 \, \text{моль} \]
Шаг 4: Рассчитываем объем газа O₂
При нормальных условиях (н.у., T = 0°C, P = 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Поэтому объем газа O₂ можно найти по формуле: \[ V = n(O_2) \cdot V_{\text{моль}} = 0,0995 \, \text{моль} \cdot 22,4 \, \text{л/моль} \approx 2,23 \, \text{л} \]
Ответ
При разложении 31,6 г перманганата калия выделяется приблизительно 2,23 литра кислорода (O₂) при нормальных условиях.
