При взаимодействии 10 г кальция с соляной кислотой было получено 10 г хлорида кальция. Рассчитайте массовую долю выхода продукта реакции от теоретически возможного.
Давайте решим задачу пошагово.
Дано:
- Масса кальция (реактант), участвующего в реакции: \( m_{Ca} = 10\,г \)
- Масса полученного хлорида кальция: \( m_{CaCl_2, факт} = 10\,г \)
Требуется найти массовую долю выхода продукта (хлорида кальция) от теоретически возможного.
Шаг 1. Запишем уравнение реакции
\[ \text{Ca} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2 \]
Кальций реагирует с соляной кислотой, образуя хлорид кальция и водород.
Шаг 2. Рассчитаем молярные массы веществ
- \( M_{Ca} = 40\,г/моль \)
- \( M_{HCl} = 36.46\,г/моль \)
- \( M_{CaCl_2} = 40 + 2 \times 35.45 = 110.9\,г/моль \)
Шаг 3. Рассчитаем теоретическую массу хлорида кальция
Масса \( Ca \) – 10 г, а молярное соотношение:
\[ \text{Молярное отношение: } 1 : 1 \]
Молярное количество кальция, исходя из его массы:
\[ n_{Ca} = \frac{m_{Ca}}{M_{Ca}} = \frac{10\,г}{40\,г/моль} = 0.25\,моль \]
Так как из 1 моль кальция получается 1 моль \( CaCl_2 \), то теоретическая масса \( CaCl_2 \):
\[ m_{CaCl_2, теор} = n_{Ca} \times M_{CaCl_2} = 0.25\,моль \times 110.9\,г/моль = 27.725\,г \]
Шаг 4. Расчет массовой доли выхода
Массовая доля выхода — это отношение фактической массы полученного продукта к теоретической, умноженное на 100%:
\[ \eta = \frac{m_{CaCl_2, факт}}{m_{CaCl_2, теор}} \times 100\% \]
\[ \eta = \frac{10\,г}{27.725\,г} \times 100\% \approx 36.07\% \]
Ответ:
Массовая доля выхода хлорида кальция составляет примерно 36,07%.
