Яку масу вуглекислого газу і води було отримано під час спалювання 6,2 г органічної речовини? Яка густина парків

Сквозь_Лес

44

Для розв"язання даної задачі, спочатку необхідно врахувати хімічне рівняння реакції спалювання органічної речовини. Нехай R позначає цю речовину. Оскільки в результаті спалювання утворюється вуглекислий газ (CO2) і вода (H2O), то хімічне рівняння має наступний вигляд:

R + O2 -> CO2 + H2O

За заданими умовами, вага органічної речовини, яка спалюється, становить 6,2 г. Наше завдання - визначити густину утвореної пари вуглекислого газу (CO2) за повітрям і визначити визначну формулу цієї речовини (R).

Перш за все, необхідно дізнатися, кількість речовини вуглекислого газу. Це можна зробити, вважаючи, що утворений газ знаходиться при стандартних умовах (температура 0°C і тиск 1 атм) і відповідає ідеальному газу.

Звертаємося до закону Шарля-Гая-Люссака, який говорить, що при постійному об"ємі газ демонструє пропорційний зріст у температурі. Значить, виходячи з цього, можемо скористатися формулою:

\(\frac{{V_1}}{{T_1}} = \frac{{V_2}}{{T_2}}\)

де \(V_1\) - об"єм газу, який ми хочемо визначити, \(T_1\) - температура, при якій газ було отримано, \(V_2\) - об"єм газу при нормальних умовах (1 атм і 0°C), \(T_2\) - температура при нормальних умовах (0°C).

Відповідно до даної задачі, об"єм водяної пари можна вважати знаходиться під умовами 100°C (373K). Тому:

\(\frac{{V_1}}{{373}} = \frac{{V_2}}{{273}}\)

Ми можемо помітити, що утворюється один моль газу (CO2) за кожний моль органічної речовини, яка спалюється, згідно з хімічним рівнянням. Оскільки ми знаємо масу органічної речовини (6,2 г), ми можемо використати молярну масу вуглекислого газу (44 г/моль) для визначення кількості молей газу (CO2):

\(\text{{кількість молей CO2}} = \frac{{6,2 \,г}}{{44 \,г/моль}}\)

Тепер, коли ми знаємо кількість молей газу, ми можемо використати ідеальний газовий закон:

\(PV = nRT\)

де P - тиск газу (1 атм), V - об"єм газу (який нам відомий), n - число молей газу (саме це ми визначили раніше), R - універсальна константа ідеального газу (0,0821 атм * л / (моль * K)), T - температура в Кельвінах (0°C = 273K). Враховуючи це, ми можемо виразити об"єм газу V:

\(V = \frac{{nRT}}{{P}}\)

Підставляємо значення, які вже відомі нам, отримуємо:

\(V = \frac{{\left( \text{{кількість молей CO2}} \right) \cdot 0,0821 \, \text{{атм $\cdot$ л / (моль $\cdot$ K)}} \cdot 273\,K}}{{1\, \text{{атм}}}}\)

Завдяки розрахункам, ми отримаємо значення об"єму газу CO2 в літрах.

Тепер, знаючи об"єм газу (V) і масу знаходження газу (6,2 г), ми можемо обчислити густину газу (р).

\(r = \frac{{\text{{маса}}}}{{\text{{об"єм}}}}\).

Відповідно, повертаючись до даної задачі, ми маємо:

\(r = \frac{{6,2 \, \text{{г}}}}{{V \, \text{{л}}}}\)

Таким чином, ми знаходимося в кінці розв"язання задачі, отримавши густину парку речовини за повітрям. Але треба відзначити, що кількість молей вуглекислого газу відповідає кількості молей реагенту, оскільки вони знаходяться у стехіометричному співвідношенні 1:1. Тому формула органічної речовини \(R\) є \(R\).

Остаточно, отримуємо відповіді:

- Густина парку речовини за повітрям: \(р = \frac{{6,2 \, \text{{г}}}}{{V \, \text{{л}}}}\).
- Визначна формула цієї речовини: \(R\).