Який об єм водню (н. у.) утвориться під час взаємодії речовини, що складається з елемента з протонним числом

Voda_9719

35

Щоб вирішити дану задачу, нам потрібно скласти рівняння хімічної реакції та використати стехіометрію для визначення об"єму утвореного водню.

Сульфатна кислота має хімічну формулу H2SO4. Якщо взаємодіятимуть з іншими речовинами, вона може виділяти молекули водню (H2) як продукт реакції.

Ступінь окиснення серу у сульфатній кислоті дорівнює +6, а у водню -1. Оскільки речовина містить елемент з протонним числом 13, ми можемо припустити, що це алюміній (Al), оскільки його протонне число дорівнює 13.

Тому, хімічну реакцію в даній задачі можна записати наступним чином:

2Al + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3H2

За реакцією видно, що 2 молекули алюмінію (Al) реагують з 3 молекулами сульфатної кислоти (H2SO4) і утворюють 1 молекулу алюміній сульфату (Al2(SO4)3) та 3 молекули водню (H2).

Тепер нам потрібно обчислити кількість речовини сульфатної кислоти, що задана у завданні. Маса сульфатної кислоти дорівнює 39,2 г.

Молярна маса сульфатної кислоти (H2SO4) дорівнює:
Молярна маса сірки (S) = 32,1 г/моль
Молярна маса кисню (O) = 16,0 г/моль
Молярна маса водню (H) = 1,0 г/моль

Молярна маса H2SO4 = 2 * Молярна маса H + Молярна маса S + 4 * Молярна маса O = 2 * 1,0 г/моль + 32,1 г/моль + 4 * 16,0 г/моль = 98,1 г/моль

Тепер ми можемо обчислити кількість молей сульфатної кислоти, використовуючи співвідношення маси та молярної маси:
Кількість молей = Маса / Молярна маса = 39,2 г / 98,1 г/моль = 0,4 моль

Так як згідно рівняння реакції 2 молекули алюмінію (Al) реагують з 3 молекулами сульфатної кислоти (H2SO4), то ми бачимо, що 0,4 моль H2SO4 буде відповідати \(\frac{3}{2}\cdot0.4 = 0.6\) молям елементарного водню (H2).

Тепер щоб визначити об"єм водню, треба використовувати стехіометрію. Об"єм 1 моля газу при нормальних умовах (температура 0 °C і тиск 1 атм) дорівнює 22,4 літра.

Тому об"єм водню (H2), що утвориться під час реакції, буде:
Об"єм = Кількість молей \(\cdot\) Об"єм 1 моля газу = 0,6 моль \(\cdot\) 22,4 л = 13,44 л

Отже, об"єм водню (H2), що утвориться під час взаємодії даної речовини, складає 13,44 л.