Каков объем водорода, выделившегося при воздействии магния на раствор массой 120 г с массовой долей CH3COOH?

Pugayuschaya_Zmeya

32

Понятно, ваш запрос касается задачи химии. Давайте решим ее пошагово.

Шаг 1: Найти количество молей магния (Mg)
Для этого нам необходимо знать молекулярную массу магния (Mg), которая равна 24,31 г/моль. Для расчета количества молей, мы используем формулу:
\[n = \frac{m}{M}\]
где n - количество молей, m - масса вещества, а M - молекулярная масса вещества.

Перейдем к расчетам:
\[n_{\text{Mg}} = \frac{m_{\text{Mg}}}{M_{\text{Mg}}} = \frac{120\, \text{г}}{24,31\, \text{г/моль}}\]
Подсчитаем:
\[n_{\text{Mg}} \approx 4,93\, \text{моль}\]

Шаг 2: Найдем массу уксусной кислоты (CH3COOH)
Для этого, нам нужно знать массовую долю уксусной кислоты (CH3COOH) в растворе. Скажем, массовая доля составляет 10%.

Теперь найдем массу уксусной кислоты:
\[m_{\text{CH3COOH}} = m_{\text{раствора}} \times \text{массовая доля}\]
\[m_{\text{CH3COOH}} = 120\, \text{г} \times 0,10\]
Подсчитаем:
\[m_{\text{CH3COOH}} = 12\, \text{г}\]

Шаг 3: Найдем количество молей уксусной кислоты (CH3COOH)
Для этого используем ту же формулу:
\[n_{\text{CH3COOH}} = \frac{m_{\text{CH3COOH}}}{M_{\text{CH3COOH}}}\]
где n - количество молей, m - масса вещества, а M - молекулярная масса вещества.

Молярная масса уксусной кислоты (CH3COOH) равна 60,05 г/моль. Таким образом:
\[n_{\text{CH3COOH}} = \frac{12\, \text{г}}{60,05\, \text{г/моль}}\]
Подсчитаем:
\[n_{\text{CH3COOH}} \approx 0,20\, \text{моль}\]

Шаг 4: Найдем соотношение между магнием (Mg) и уксусной кислотой (CH3COOH)
На основе уравнения химической реакции между магнием (Mg) и уксусной кислотой (CH3COOH), мы имеем следующий балансированный уравнение реакции:
\[2 \text{CH3COOH} + 2 \text{Mg} = 2 \text{CH3COOMg} + \text{H2}\]
Из уравнения видно, что соотношение между магнием и уксусной кислотой составляет 1:2, то есть, каждая молекула магния (Mg) реагирует с 2 молекулами уксусной кислоты (CH3COOH).

Шаг 5: Найдем количество молей газообразного водорода (H2), выделившегося при реакции
Исходя из шага 4, мы знаем, что каждая молекула магния (Mg) дает 1 молекулу газообразного водорода (H2). Таким образом, имеем:
\[n_{\text{H2}} = 2 \times n_{\text{Mg}}\]
Подсчитаем:
\[n_{\text{H2}} = 2 \times 4,93\, \text{моль}\]
\[n_{\text{H2}} \approx 9,86\, \text{моль}\]

Шаг 6: Найдем объем водорода (H2), выделившегося при реакции
Чтобы найти объем газа, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:
\[V = n \times V_{\text{моль}}\]
где V - объем газа, n - количество молей газа, а \(V_{\text{моль}}\) - молярный объем идеального газа.

Значение молярного объема идеального газа \(V_{\text{моль}}\) при нормальных условиях равно 22,4 л/моль. Таким образом:
\[V_{\text{H2}} = n_{\text{H2}} \times V_{\text{моль}}\]
Подсчитаем:
\[V_{\text{H2}} = 9,86\, \text{моль} \times 22,4\, \text{л/моль}\]
\[V_{\text{H2}} \approx 220,9\, \text{л}\]

Итак, объем водорода, выделившегося при реакции магния с раствором массой 120 г с массовой долей уксусной кислоты 10% составляет примерно 220,9 литров.