Давайте сформулируем задачу, в которой мы будем использовать уравнение реакции между натрием (Na) и хлором (Cl²) для получения хлорида натрия (NaCl).
Задача:
В лаборатории у вас есть 4 грамма натрия и 10 граммов хлора. Сколько граммов хлорида натрия (NaCl) получится в результате реакции, и какой реагент является лимитирующим?
Шаги решения:
- Определение молекулярных масс:
- Молярная масса натрия (Na) = 23 г/моль
- Молярная масса хлора (Cl²) = 35.5 г/моль * 2 = 71 г/моль
- Молярная масса хлорида натрия (NaCl) = 23 г/моль + 35.5 г/моль = 58.5 г/моль
- Перевод массы реагентов в моли:
- Количество молей натрия: 4 г / 23 г/моль = 0.174 моль Na
- Количество молей хлора: 10 г / 71 г/моль = 0.141 моль Cl²
- Определение соотношения реагентов по уравнению:
- Согласно уравнению 2Na + Cl² = 2NaCl, необходимо 2 моль натрия на 1 моль хлора.
- Для 0.141 моль Cl² нам потребуется: 0.141 моль Cl² * 2 = 0.282 моль Na.
- Определение лимитирующего реагента:
- У нас есть только 0.174 моль Na, что меньше, чем 0.282 моль, необходимое для реакции с 0.141 моль Cl².
- Следовательно, лимитирующим реагентом является натрий (Na).
- Расчет массы полученного NaCl:
- Согласно уравнению, 2 моль Na дают 2 моль NaCl.
- Таким образом, 0.174 моль Na дадут 0.174 моль NaCl.
- Масса NaCl: 0.174 моль * 58.5 г/моль = 10.179 г NaCl.
Ответ: В результате реакции получится 10.179 граммов хлорида натрия, а лимитирующим реагентом является натрий.