Який об єм газу утворився, коли повністю згоріла сірка масою 3,2 г в атмосфері кисню?

Zvonkiy_Nindzya

46

Для решения этой задачи, нам нужно использовать химическое уравнение реакции сгорания серы (\(S\)) в кислороде (\(O_2\)):

\[S + O_2 \rightarrow SO_2\]

В данной реакции сера (\(S\)) соединяется с молекулами кислорода (\(O_2\)) и образуется диоксид серы (\(SO_2\)).

Для начала, определим количество вещества серы, используя ее массу и молярную массу. Молярная масса серы равна 32 г/моль. Таким образом, количество вещества серы (\(n\)) можно рассчитать следующим образом:

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

Где \(m\) - масса серы (3,2 г), \(M\) - молярная масса серы.

\[n = \frac{3,2 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 0,1 \, \text{моль}\]

Коэффициенты в химическом уравнении реакции показывают пропорцию между реагентами и продуктами. Из уравнения видно, что моль серы (\(S\)) соответствует такому же количеству молей диоксида серы (\(SO_2\)).

Таким образом, после полного сгорания 0,1 моль серы (\(S\)) получится 0,1 моль диоксида серы (\(SO_2\)).

Теперь, чтобы найти обьем \(V\) диоксида серы (\(SO_2\)) в атмосфере кислорода, мы должны использовать идеальный газовый закон:

\[pV = nRT\]

Где \(p\) - давление газа, \(V\) - его объем, \(n\) - количество вещества газа, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура в Кельвинах.

В этой задаче мы хотим найти обьем \(V\), поэтому нужно переписать уравнение:

\[V = \frac{{nRT}}{{p}}\]

Теперь, подставим известные значения:

\(n = 0,1\) моль (количество вещества диоксида серы)

\(R = 0,0821\) атм⋅л/моль⋅K (значение универсальной газовой постоянной в атмосферах)

Предположим, что давление газа (кислорода) равно 1 атмосфере (\(p = 1\)).

Теперь, давайте рассчитаем температуру в кельвинах (\(T\)), используя уравнение \(T = 273,15 + t\), где \(t\) - температура в градусах Цельсия. Предположим, что температура равна комнатной температуре 25 °C.

Температура в кельвинах:

\(T = 273,15 + 25 = 298,15\) K

Теперь, давайте подставим все значения в уравнение для нахождения объема:

\[V = \frac{{0,1 \, \text{моль} \times 0,0821 \, \text{атм⋅л/моль⋅K} \times 298,15 \, \text{K}}}{{1 \, \text{атм}}} = 2,446 \, \text{л}\]

Таким образом, после полного сгорания 3,2 г серы в атмосфере кислорода, образуется 2,446 л диоксида серы.