Какой объём водорода выделится при взаимодействии 0,1 моль этанола с избытком натрия
Задача: объем водорода при взаимодействии 0,1 моль этанола с избытком натрия.
Пошаговое решение
1) Запись уравнения реакции
2 Na + 2 C2H5OH → 2 NaOC2H5 + H2
Балансировка показывает, что из 2 молей этанола образуется 1 моль водорода. Следовательно, количество выделившегося H2 пропорционально количеству этанола:
n(H2) = (1/2) · n(C2H5OH)
2) Объем водорода
Учитывая, что натрий в избытке, этанол — ограничивающий реагент, и вся 0,1 моль этанола прореагирует.
n(H2) = (1/2) · 0,1 = 0,05 моль
3) Перевод в объем (условия зависят от температуры и давления)
- При стандартных условиях (STP, 0 °C и 1 атмосферa): молярный объём водорода ≈ 22,4 л/моль.
V(H2) = 0,05 моль × 22,4 л/моль = 1,12 л
- При комнатной температуре (≈25 °C, 1 атм): молярный объем ≈ 24,5 л/моль.
V(H2) ≈ 0,05 × 24,5 ≈ 1,225 л (~1,22 л)
- В общем виде по уравнению газов: V = nRT/P. Если подставить R = 0,0821 л·атм/(моль·K), T = 298 K, P = 1 атм, то V ≈ 0,05 × 0,0821 × 298 ≈ 1,22 л.
Ответ
- При STP: примерно 1,12 литра водорода.
- При комнатной температуре (примерно 25 °C): примерно 1,22 литра водорода.
Примечание: точный объем зависит от условий измерения (температура и давление).