Какой объем газа (при н.у.) образуется при реакции 300 г 10%-го раствора уксусной кислоты с 78 г металлического калия?

Химия: Расчеты в химических реакциях

Инструкция:

Для решения данной задачи нам необходимо использовать знания о стехиометрии (отношении между веществами в химической реакции) и законе сохранения массы.

1. Найдем количество вещества уксусной кислоты (CH3COOH). Для этого воспользуемся формулой:

`количество вещества (моль) = масса (г) / молярная масса (г/моль)`

Молярная масса уксусной кислоты (CH3COOH) составляет около 60 г/моль, поэтому:

`масса уксусной кислоты (г) = 300 г * 10% = 30 г`

`количество вещества уксусной кислоты (моль) = 30 г / 60 г/моль = 0,5 моль`

2. Теперь найдем количество вещества металлического калия (K). Используя аналогичные шаги:

`масса калия (г) = 78 г`

Молярная масса калия (K) составляет около 39 г/моль, поэтому:

`количество вещества калия (моль) = 78 г / 39 г/моль = 2 моль`

3. Найдем стехиометрический коэффициент между уксусной кислотой и калием в данной реакции, который равен 2:1. Это означает, что для полного превращения 1 моля уксусной кислоты требуется 2 моля калия.

4. Теперь сравним количество вещества уксусной кислоты и калия. Мы видим, что они находятся в соотношении 0,5 моль к 2 молям соответственно.

Таким образом, уксусная кислота ограничивает количество возможного образования газа.

5. Объем газа (при н.у.), который образуется при реакции, можно рассчитать с использованием закона Шарля:

`V = n * Vm`,

где V - объем газа в условиях нормального давления и температуры (при н.у.),

n - количество вещества газа (в данном случае, количество уксусной кислоты),

Vm - молярный объем газа при нормальных условиях (Vm ≈ 22,4 л/моль).

6. Подставим известные значения:

`V = 0,5 моль * 22,4 л/моль = 11,2 л`

Таким образом, объем газа (при н.у.), образовавшегося при реакции 300 г 10%-го раствора уксусной кислоты с 78 г металлического калия, составляет 11,2 л.

Совет:

Прежде чем приступать к решению задач по химии, важно хорошо знать периодическую систему элементов, молярные массы химических веществ (их находят в таблице молярных масс) и уметь преобразовывать массу вещества в количество вещества по формуле: количество вещества (моль) = масса (г) / молярная масса (г/моль). Более подробно о стехиометрии и законе сохранения массы можно прочитать в соответствующих разделах учебника по химии.

Закрепляющее упражнение:

Сколько газа (при н.у.) образуется при реакции 200 г 5%-го раствора серной кислоты с избытком металлического цинка? (Молярная масса серной кислоты (H2SO4) ≈ 98 г/моль)