Який об єм газоподібного продукту цієї реакції було утворено при взаємодії заліза з хлоридною кислотою масою 200г

Yasli

38

Задача на розрахунок об"єму газоподібного продукту при взаємодії заліза з хлоридною кислотою може бути вирішена за допомогою принципу Авогадро.

Спочатку розрахуємо кількість речовини гідроген хлориду (HCl), використовуючи масу і відсотковий вміст. Формула для розрахунку кількості речовини (n) це:

\[n = \frac{m}{M}\]

де \(n\) - кількість речовини, \(m\) - маса речовини, \(M\) - молярна маса речовини.

Молярна маса HCl складає 36,5 г/моль. Використовуючи цю інформацію, ми можемо обчислити кількість речовини HCl:

\[n_{HCl} = \frac{m_{HCl}}{M_{HCl}} = \frac{200}{36,5} \approx 5,48 \, \text{моль}\]

Тепер звернімось до збалансованого рівняння реакції між залізом (Fe) і хлоридною кислотою (HCl):

\[Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2\]

Рівняння показує, що для кожних двох молекул HCl утворюється одна молекула \(H_2\).

Отже, утвориться така ж кількість молекул \(H_2\) як і молекул HCl. Тому кількість речовини \(H_2\) також дорівнює 5,48 моль.

Тепер ми можемо використати ідеальний газовий закон для розрахунку об"єму \(H_2\):

\[V = n \cdot V_{molar}\]

де \(V\) - об"єм газу, \(n\) - кількість речовини газу, \(V_{molar}\) - молярний об"єм газу при даній температурі і тиску.

Молярний об"єм можна обчислити, використовуючи універсальну газову стала \(R\) (0,0821 л·атм/моль·K) та температуру \(T\) і тиск \(P\):

\[V_{molar} = \frac{R \cdot T}{P}\]

Зазвичай, при розрахунку газових задач на рівні школи, приймають стандартні умови температури і тиску: температура 273 К (0 °C) і тиск 1 атмосфера (атм).

\[V_{molar} = \frac{0,0821 \cdot 273}{1} = 22,414 \, \text{л/моль}\]

Тепер, підставивши значення кількості речовини \(H_2\) в формулу для об"єму газу, отримаємо:

\[V = 5,48 \cdot 22,414 \approx 121,15 \, \text{л}\]

Отже, об"єм газового продукту реакції \(H_2\) становить приблизно 121,15 літрів.

Що стосується обчислення відносного виходу, то воно визначається як співвідношення об"єму отриманого продукту до об"єму теоретично можливого продукту. В нашому випадку, відносний виход розраховується за формулою:

\[Відносний \: виход = \frac{V_{фактичний}}{V_{теоретичний}} \cdot 100\%\]

\[Відносний \: виход = \frac{121,15}{121,15} \cdot 100\% = 100\%\]

Отже, відносний виход становить 100%.

Таким чином, обсяг газоподібного продукту, отриманого при реакції заліза з хлоридною кислотою, складає близько 121,15 літрів, а відносний виход становить 100%.