Який обсяг вуглекислого газу було виділено під час реакції, яка відбулася під час обробки зайвою кількістю хлоридної

Звук

51

Для розв"язання цієї задачі потрібно скористатися хімічними реакціями, молярними масами та стехіометрією. Давайте почнемо з реакції між хлоридною кислотою (HCl) та магнієм (Mg). Схема реакції між цими речовинами має вигляд:

\[Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\]

На основі цієї реакції можна зрозуміти, що кожен атом магнію реагує з двома молекулами хлоридної кислоти. Таким чином, коефіцієнт стехіометрії для магнію дорівнює 1, а для хлоридної кислоти - 2.

З вихідних даних нам відома маса суміші мідних та магнієвих ошурок, але ми не знаємо, яку частину цієї маси становить магній. Позначимо масу магнію як "m", а масу суміші ошурок як "M". Оскільки ми не знаємо точних числових значень мас, будемо працювати зі змінними.

За допомогою відношення мас можна записати рівняння:

\[\frac{1}{M} = \frac{1}{m} + \frac{1}{m"}\]

де "m"" - маса міді в суміші ошурок.

Тепер ми можемо перейти до розрахунків. Замінимо вхідні значення у попереднє рівняння:

\[\frac{1}{M} = \frac{1}{m} + \frac{1}{m"} = \frac{1}{m} + \frac{1}{M - m}\]

Знайдемо загальний знаменник для кращого форматування:

\[\frac{1}{M} = \frac{M - m + m}{m(M - m)} = \frac{M}{m(M - m)}\]

Далі здійснимо перетворення рівняння:

\[Mm = m(M - m)\]

Розкриємо дужки:

\[Mm = mM - m^2\]

Відмінимо "Mm" з обох боків:

\[0 = - m^2\]

Результат отриманий. Оскільки це квадратне рівняння набуває вигляду \(0 = x^2\), воно має безліч розв"язків \(x = 0\). Тому наш результат є магнітудою маси магнію, яка дорівнює нулю.

Тепер, коли ми знаємо масу магнію, можемо знайти обсяг вуглекислого газу, що виділився під час реакції, використовуючи простий відношення стехіометрії з реакції:

\[1 \, \text{моль} \, Mg \rightarrow 1 \, \text{моль} \, CO_2\]

\[1 \, \text{моль} \, CO_2 \approx 22.4 \, \text{л}\]

Враховуючи це, можна сформулювати розрахунок:

\[V_{CO_2} = m_{Mg} \times \frac{1 \, \text{моль} \, CO_2}{\text{моль} \, Mg} \times 22.4 \, \text{л/моль}\]

Оскільки маса магнію дорівнює нулю, отримуємо:

\[V_{CO_2} = 0 \times \frac{1 \, \text{моль} \, CO_2}{\text{моль} \, Mg} \times 22.4 \, \text{л/моль}\]

\[V_{CO_2} = 0\]

Отже, обсяг виділеного вуглекислого газу під час цієї реакції дорівнює нулю.

Будь ласка, зверніть увагу, що у цій задачі було використано загальні значення маси та не було надано конкретні числові значення для розрахунків. Найкраще перевірити вихідні дані та застосувати цей метод до конкретних числових значень для отримання точніших результатів.