Вычислите объем водорода (н.у.), который получится при взаимодействии 3.2 г метилового спирта и 3,2 г металлического натрия.(написать краткое дано и решение)

Дано:

• Масса метилового спирта (C₂H₆O): 3,2 г
• Масса натрия (Na): 3,2 г

Нужно найти объем водорода (н.у.), который выделится при реакции.

Шаг 1. Запишем уравнение реакции:

Метиловый спирт реагирует с натрием: \[ \text{C}_2\text{H}_6\text{O} + 2 \text{Na} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{ONa} + \text{NaH} \]

Однако, при взаимодействии спирта с щелочью (натрием) выделяется водород: \[ \text{C}_2\text{H}_6\text{O} + 2 \text{Na} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{ONa} + \text{H}_2 \]

Это более точное уравнение для реакции с натрием.

Ожидаемый продукт:

• образуется водород H₂

Шаг 2. Определим молярные массы веществ:

• Цет Х₂₆O (метиловый спирт):
  \[ M(\text{C}_2\text{H}_6\text{O}) = 2 \times 12 + 6 \times 1 + 16 = 46 \text{ г/моль} \]

• Натрий (Na):
  \[ M(\text{Na}) = 23 \text{ г/моль} \]

• Водород (H₂):
  \[ M(\text{H}_2) = 2 \text{ г/моль} \]

Шаг 3. Вычислим количество молей спирта и натрия:

• Моли метилового спирта:
  \[ n(\text{C}_2\text{H}_6\text{O}) = \frac{3,2}{46} \approx 0,0696 \text{ моль} \]

• Моли натрия:
  \[ n(\text{Na}) = \frac{3,2}{23} \approx 0,1391 \text{ моль} \]

Шаг 4. Определим, какая из реактивов — лимитирующий реагент.

В уравнении реакции:
\[ \text{C}_2\text{H}_6\text{O} + 2 \text{Na} \rightarrow \text{H}_2 \]

На 1 моль спирта требуется 2 моль натрия.

• Для 0,0696 моль спирта потребуется:
  \[ 0,0696 \times 2 = 0,1392 \text{ моль натрия} \]
• Есть же у нас 0,1391 моль натрия, чуть меньше требуемого.

Это означает, что натрий — чуть лимитирующий реагент, он почти полностью расходуется.

Общее заметное:

• натрий полностью «заработан» на реакцию с спиртом — он лимитирующий.

Шаг 5. Рассчитаем объем выделяющегося водорода:

Из реакции: \[ 1 \text{ моль } \text{C}_2\text{H}_6\text{O} \ реагирует с 2 моль натрия и выделяет 1 моль H₂. \]

Молярное отношение: \[ \text{C}_2\text{H}_6\text{O} : \text{H}_2 = 1 : 1/2 \] или \[ \text{Na} : \text{H}_2 = 2 : 1 \]

Количество спирта — 0,0696 моль, соответственно:

Молярное количество водорода: \[ n(\text{H}_2) = 0,0696 \text{ моль} \quad (\ поскольку 1 моль спирта дает 0,5 моль водорода ) \]

Количество водорода: \[ n(\text{H}_2) = 0,0696 \times \frac{1}{2} = 0,0348 \text{ моль} \]

Шаг 6. Вычислим объем водорода при н.у.:

Объем 1 моль любого газа при н.у. — 22,4 л.

Следовательно, \[ V(\text{H}_2) = 0,0348 \times 22,4 \approx 0,78 \text{ л} \]

Ответ: При реакции метилового спирта с 3,2 г натрия выделится примерно 0,78 литров водорода (н.у.).