Каков процент выхода продукта от теоретически возможного, если 14,4 г магния растворены в 100 г 36,5% раствора соляной

Маргарита

4

Для решения этой задачи используется понятие реакционной стехиометрии. Давайте разберем эту задачу пошагово.

Шаг 1: Определение уравнения реакции
Магний реагирует с соляной кислотой по следующему уравнению:
\[Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\]
Согласно уравнению, на каждый мол магния необходимо 2 моля соляной кислоты для полного расщепления и выделения водорода.

Шаг 2: Расчет количества реагентов
У нас есть масса магния, которая равна 14,4 г, и масса раствора соляной кислоты, равная 100 г.

Шаг 2.1: Расчет количества магния в молях
Для этого нужно знать молярную массу магния. Молярная масса магния равна 24,31 г/моль.
\[n_{Mg} = \frac{{m_{Mg}}}{{M_{Mg}}} = \frac{{14,4}}{{24,31}} \approx 0,59 \, \text{моль}\]

Шаг 2.2: Расчет количества соляной кислоты в молях
Концентрация 36,5% означает, что в 100 г раствора содержится 36,5 г соляной кислоты.
Опять же, нужно знать молярную массу соляной кислоты, которая равна 36,46 г/моль.
\[n_{HCl} = \frac{{m_{HCl}}}{{M_{HCl}}} = \frac{{36,5}}{{36,46}} \approx 1,00 \, \text{моль}\]

Шаг 3: Расчет предела растворимости магния
Так как у нас есть больше магния, чем требуется для реакции, магний действует в качестве избыточного реагента. Чтобы расчитать количество магния, которое может реагировать, нужно знать, сколько магния требуется для реакции:
\[n_{Mg, \text{теор}} = 2 \times n_{HCl} = 2 \times 1,00 = 2,00 \, \text{моль}\]

Шаг 4: Расчет массы реагента
Масса реагента рассчитывается с использованием молярной массы и количества в молях:
\[m_{\text{теор}} = n_{\text{треб}} \times M_{Mg} = 2,00 \times 24,31 = 48,62 \, \text{г}\]

Шаг 5: Расчет процента выхода продукта
Процент выхода продукта рассчитывается по формуле:
\[\text{Выход продукта (\%)} = \frac{{\text{Масса выделенного газа}}}{{\text{Масса теоретически возможного продукта}}} \times 100\%\]
Масса выделенного газа составляет 8,96 г, а масса теоретически возможного продукта равна 48,62 г.
\[\text{Выход продукта (\%)} = \frac{{8,96}}{{48,62}} \times 100\% \approx 18,44\%\]

Ответ: Процент выхода продукта от теоретически возможного составляет примерно 18,44%.