Каков будет объем водорода, выделившегося при реакции между кремнием и щелочью (t=300°C, p=98kPa), если масса кремния

Коко

58

Для решения данной задачи, мы можем использовать закон Гей-Люссака, который гласит, что объемы газов, участвующих в химической реакции, прямо пропорциональны их коэффициентам в уравнении реакции.

Если мы рассмотрим реакцию между кремнием (Si) и щелочью (NaOH), уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

\[Si + 2NaOH \rightarrow Na_2SiO_3 + H_2\]

Из уравнения реакции видно, что каждая молекула кремния (Si) взаимодействует с двумя молекулами щелочи (NaOH) и образует одну молекулу гидроксида натрия (Na2SiO3) и одну молекулу водорода (H2).

Теперь давайте рассчитаем количество молекул гидроксида натрия, которое получается из данных масс:

Масса кремния (Si) равна их двум, и предположим, что это две молекулы кремния.

Молярная масса кремния (Si) составляет 28 г/моль. Следовательно, масса двух молекул кремния равна 2 * 28 г/моль = 56 г.

Так как масса реагента и количество молекулы пропорциональны, количество молекул щелочи (NaOH) также составляет 56 г.

Теперь, зная количество молекул щелочи (NaOH), мы можем рассчитать количество молекул водорода (H2), используя соотношение из уравнения реакции:

1 молекула кремния (Si) = 1 молекула водорода (H2)

Следовательно, количество молекул водорода (H2) также составляет 56.

Теперь, чтобы рассчитать объем водорода, выделившегося при реакции, необходимо использовать уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

Где P - давление газа (в данном случае 98 кПа), V - объем газа (неизвестно), n - количество молекул газа (то есть количество молекул водорода в данном случае), R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа (в данном случае 300°C, т.е. 573 К).

Разрешим это уравнение для V, подставив известные значения:

V = (nRT) / P

V = (56 * 8.314 * 573) / 98

V ≈ 328.23 л

Таким образом, объем водорода, выделившегося при реакции, составляет около 328.23 л.