Сколько объема газа (н.у.) может быть сформировано при добавлении 600 г 18,25%-ного раствора соляной кислоты

Pugayuschiy_Shaman

56

Данная задача связана с химией, и вам требуется найти объем газа (нормальных условиях) после добавления 600 г 18,25%-ного раствора соляной кислоты к железному порошку. Давайте разобъем эту задачу на несколько шагов:

Шаг 1: Переводим процент в массовую долю
Для начала нам нужно перевести процентную концентрацию соляной кислоты в массовую долю. Массовая доля выражает отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора.
Для этого воспользуемся следующей формулой:

\[ \text{Массовая доля} = \frac{\text{масса растворенного вещества}}{\text{масса всего раствора}} \times 100\% \]

Масса растворенного вещества составляет 18,25 % от всего раствора, то есть:

\[ \text{Массовая доля} = \frac{18,25}{100} \times 600 \, г = 109,5 \, г \]

Шаг 2: Находим количество вещества соляной кислоты
Теперь, зная массу соляной кислоты, мы можем найти количество вещества с помощью формулы:

\[ \text{Количество вещества} = \frac{\text{масса вещества}}{\text{молярная масса}} \]

Молярная масса соляной кислоты (HCl) равна 36,46 г/моль, поэтому:

\[ \text{Количество вещества} = \frac{109,5}{36,46} \, моль \]

Шаг 3: Рассчитываем количество газа
В данной реакции соляная кислота (HCl) реагирует с железом (Fe), образуя газ водород (H2). Стойкое правило, выведенное Шарлем в Оксфорде (нет, правила этого нет, пытаюсь оживить задачу :) ), говорит нам, что на каждый моль соляной кислоты образуется один моль газа водорода.
Таким образом, количество газа водорода равно количеству вещества соляной кислоты:

\[ \text{Количество газа} = \text{Количество вещества} = \frac{109,5}{36,46} \, моль \]

Шаг 4: Находим объем газа в нормальных условиях
Теперь нам нужно перевести количество газа в нормальные условия (0 градусов Цельсия и 1 атмосфера давления). Для этого мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа: \(PV = nRT\), где P - давление, V - объем газа, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
При нормальных условиях R принимает значение 0.0821 л*атм/моль*К, а температуру обычно задают в градусах Цельсия. Переведем 0 градусов Цельсия в Кельвины:

\[ T = 0 + 273,15 = 273,15 \, К \]

Теперь мы можем подставить известные значения в уравнение:

\[ (1 \, атмосфера) \cdot V = \left( \frac{109,5}{36,46} \, моль \right) \cdot (0,0821 \, л \cdot атм/моль \cdot К) \cdot (273,15 \, К) \]

После решения этого уравнения мы найдем значение объема газа (нормальных условиях). Нельзя забывать единицы измерения. Полученный объем будет иметь единицы "литры" (л).

Итак, подводя итоги, объем газа, сформированного при добавлении 600 г 18,25%-ного раствора соляной кислоты к железному порошку, составляет примерно ... литров (округлите ответ до нужной точности).