В задании 48 баллов говорится о том, что при взаимодействии 2,54 г натрия, который содержит примесь гидрида натрия, с водой выделилось 2 литра водорода. Объем водорода был измерен при температуре 16 °C и давлении 72.1 кПа. Вопрос заключается в том, как определить массовую долю гидрида натрия в исходной смеси.
Химия 11 класс Химические реакции и стехиометрия массовая доля гидрида натрия взаимодействие натрия с водой выделение водорода расчет массовой доли химические реакции химия 11 класс натрий и вода примесь гидрида натрия объём водорода температура и давление газа
Чтобы определить массовую долю гидрида натрия в исходной смеси, нам нужно выполнить несколько шагов. Давайте начнем с анализа данных, которые у нас есть.
Шаг 1: Найдем количество молей водорода, выделившегося при реакции.Для этого используем уравнение состояния газа. Мы знаем, что при нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 литра. Однако в нашем случае мы имеем объем 2 литра при температуре 16 °C и давлении 72.1 кПа. Сначала преобразуем температуру в Кельвины:
Теперь используем уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT, где:
Теперь подставим значения в уравнение:
72100 * 0.002 = n * 8.314 * 289.15
Решая это уравнение, мы найдем количество молей водорода (n).
Шаг 2: Найдем массу водорода.Зная количество молей водорода, можем найти его массу, используя молярную массу водорода (H2), которая равна 2 г/моль.
Масса водорода = количество молей * молярная масса водорода.
Шаг 3: Определим количество натрия и гидрида натрия.Теперь, когда у нас есть масса водорода, можем использовать уравнение реакции между натрием и водой:
Из уравнения видно, что 2 моль натрия реагируют с 1 моль водорода. Следовательно, количество натрия, которое реагировало, можно найти по количеству молей водорода.
Шаг 4: Определим массу натрия и гидрида натрия в смеси.Мы знаем, что у нас есть 2,54 г натрия, но эта масса включает в себя натрий и гидрид натрия (NaH). Молярная масса NaH составляет 23 + 1 = 24 г/моль.
Составим уравнение для массы натрия:
Где m(Na) - масса натрия, а m(NaH) - масса гидрида натрия.
Шаг 5: Найдем массовую долю гидрида натрия.Теперь, зная массу гидрида натрия, можем найти его массовую долю в смеси:
После выполнения всех этих шагов мы сможем определить массовую долю гидрида натрия в исходной смеси. Если у вас возникнут вопросы по какому-либо из шагов, не стесняйтесь спрашивать!