Сколько литров сероводорода (нормальных условиях) содержит такое же количество протонов, как 23,6 грамма кобальта?

Южанин_6843

30

Для решения данной задачи, нам необходимо установить соотношение между количеством вещества кобальта и количеством протонов, а затем найти массу сероводорода, содержащего такое же количество протонов.

1. Количество протонов в 23,6 граммах кобальта равно количеству атомов кобальта. Для этого нам нужно знать молярную массу кобальта. Молярная масса кобальта равна 58,93 г/моль.

2. Чтобы найти количество вещества кобальта, разделим массу кобальта на его молярную массу:
\[н = \frac{м}{М}\]
где \(н\) - количество вещества (в молях), \(м\) - масса (в граммах), \(М\) - молярная масса (в г/моль).

Подставляя значения из условия:
\[н = \frac{23,6}{58,93} \approx 0,4 \ моль\]

3. Количество протонов в 1 моле вещества равно постоянной Авогадро \(N_A\). Значение постоянной Авогадро \(N_A\) равно приблизительно \(6,02214 \times 10^{23} \) протона/моль.

4. Чтобы найти общее количество протонов в 0,4 моль кобальта, умножим количество протонов в 1 моле на количество молей:
\[количество \ протонов = N_A \times н\]
Подставляя значения:
\[количество \ протонов = 6,02214 \times 10^{23} \times 0,4 \approx 2,41 \times 10^{23} \ протона\]

5. Теперь нам нужно найти количество литров сероводорода, содержащего такое же количество протонов. Для этого мы будем использовать уравнение состояния идеального газа:
\[V = \frac{nRT}{P}\]
где \(V\) - объем газа (в литрах), \(n\) - количество вещества газа (в молях), \(R\) - универсальная газовая постоянная (\(R = 0,0821 \ л \cdot атм/моль \cdot К\)), \(T\) - температура газа (в Кельвинах), \(P\) - давление газа (в атмосферах).

Поскольку условие говорит о нормальных условиях, давление газа можно считать равным 1 атмосфере, а температуру равной 273,15 Кельвина.

Подставляя значения:
\[V = \frac{0,4 \cdot 0,0821 \cdot 273,15}{1} \approx 8,93 \ литра\]

Таким образом, для содержания такого же количества протонов, как 23,6 грамма кобальта, необходимо примерно 8,93 литра сероводорода при нормальных условиях.