Який об єм водню (н.у.) утворився після реакції розчину етанової кислоти масою 200 г та масовою часткою кислоти

Сквозь_Песок

66

Для решения этой задачи можно использовать закон Дальтона об объемах смесей газов. Он гласит, что сумма объемов всех газов, образовавшихся или реагирующих в химической реакции, равна общему объему, занимаемому газами до реакции.

Давайте разобьем задачу на несколько шагов:

Шаг 1: Найдем молярную массу этиловой кислоты. Для этого нужно знать ее химическую формулу - CH3COOH. Молярная масса каждого элемента можно найти в периодической таблице. Молярные массы: C - 12.01 г/моль, H - 1.01 г/моль, O - 16.00 г/моль.

\(M(CH_3COOH) = (12.01 \cdot 2) + (1.01 \cdot 4) + 16.00 = 60.05 \, г/моль\).

Шаг 2: Рассчитаем количество вещества этиловой кислоты в растворе. Для этого надо разделить массу кислоты на ее молярную массу:

\(n(CH_3COOH) = \frac{m(CH_3COOH)}{M(CH_3COOH)} = \frac{200}{60.05} = 3.329 \, моль\).

Шаг 3: Рассчитаем количество вещества магния, необходимое для полного реагирования с этиловой кислотой. Для этого воспользуемся химическим уравнением реакции. Уравнение реакции:

\[Mg + 2CH_3COOH \rightarrow Mg(CH_3COO)_2 + H_2\]

Согласно соотношению коэффициентов перед реагентами в уравнении, один моль магния необходим для реагирования с двумя молями этиловой кислоты.

Поскольку у нас есть 3.329 моль этиловой кислоты, нам потребуется:

\(n(Mg) = \frac{n(CH_3COOH)}{2} = \frac{3.329}{2} = 1.665 \, моль\).

Шаг 4: Рассчитаем массу магния, исходя из его молярной массы. Молярная масса магния равна 24.31 г/моль.

\(m(Mg) = n(Mg) \cdot M(Mg) = 1.665 \cdot 24.31 = 40.44 \, г\).

Шаг 5: Найдем массовую долю гидрогена, образовавшуюся при реакции. Для этого воспользуемся соотношением масс гидрогена и магния в водороде, которое составляет 2 г/г.

\(m(H) = 2 \cdot m(Mg) = 2 \cdot 40.44 = 80.88 \, г\).

Шаг 6: Рассчитаем массу водорода, исходя из его молярной массы, которая равна 2.02 г/моль.

\(n(H_2) = \frac{m(H)}{M(H_2)} = \frac{80.88}{2.02} = 40.00 \, моль\).

Шаг 7: Найдем объем водорода при нормальных условиях (н.у.). Один моль газа при н.у. занимает объем 22.4 л.

\(V(H_2) = n(H_2) \cdot V_{molar} = 40.00 \cdot 22.4 = 896.00 \, л\).

Ответ: объем водорода, образовавшегося после реакции, равен 896.00 л при нормальных условиях (н.у.).