Який обсяг сірчистого газу утвориться після взаємодії 70 г міді з 10% домішками з 200 г концентрованої сульфатної
Який обсяг сірчистого газу утвориться після взаємодії 70 г міді з 10% домішками з 200 г концентрованої сульфатної кислоти, що містить 90% масової частки кислоти, якщо об"ємний вихід продукту реакції становить 80% від теоретично можливого?
Vladislav_1806 52
Для розв"язання цієї задачі, спочатку визначимо реакційну рівність між міддю (Cu) і сульфатною кислотою (H2SO4):Cu + H2SO4 -> CuSO4 + H2O + SO2
За реакційною рівністю, за кожні 1 моль міді, утворюється 1 моль сірчистого газу (SO2). Тому ми повинні спочатку визначити кількість молей міді.
Маса міді (Cu) = 70 г
Молярна маса міді (Cu) = 63.55 г/моль
Кількість молей міді (Cu) = маса міді / молярна маса міді
Кількість молей міді (Cu) = 70 г / 63.55 г/моль
Кількість молей міді (Cu) ≈ 1.10 моль
Тепер розглянемо розрахунок кількості молей сульфатної кислоти (H2SO4), що міститься в 200 г концентрованої сульфатної кислоти з вмістом 90% масової частки кислоти.
Маса сульфатної кислоти (H2SO4) = 200 г
Масова частка кислоти в концентрованій сульфатній кислоті = 90%
Маса кислоти (H2SO4) = маса сульфатної кислоти * масова частка кислоти
Маса кислоти (H2SO4) = 200 г * (90/100) = 180 г
Молярна маса кислоти (H2SO4) = 98 г/моль
Кількість молей кислоти (H2SO4) = маса кислоти / молярна маса кислоти
Кількість молей кислоти (H2SO4) = 180 г / 98 г/моль
Кількість молей кислоти (H2SO4) ≈ 1.84 моль
Враховуючи, що об"ємний вихід продукту реакції становить 80% від теоретично можливого, об"єм сірчистого газу (SO2) буде складати 80% від кількості молей, яку ми знаходимо раніше.
Кількість молей сірчистого газу (SO2) = 80% * кількість молей міді = 0.8 * 1.10 моль
Тепер ми можемо вирахувати абсолютний об"єм газу за формулою ідеального газу:
Об"єм газу (SO2) = кількість молей газу * газова постійна * температура (в Кельвінах) / тиск
Припустимо, що реакція відбувається за стандартних умов (температура = 273 Кельвіни, тиск = 1 атм).
Тоді об"єм газу (SO2) = кількість молей газу * 22.4 л/моль (газова постійна)
Об"єм газу (SO2) = (0.8 * 1.10 моль) * 22.4 л/моль = 19.04 л
Отже, після взаємодії 70 г міді зі 200 г концентрованої сульфатної кислоти, об"єм сірчистого газу (SO2), що утвориться, становитиме приблизно 19.04 л.