Чтобы решить эту задачу, нам нужно рассмотреть реакцию, которая происходит между натрием (Na) и водой (H2O). В результате этой реакции образуется гидроксид натрия (NaOH) и водород (H2). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2
Теперь давайте разберем шаги, которые помогут нам найти объем водорода, который получится в результате реакции.
- Определим количество вещества воды (H2O):
- Молярная масса воды составляет 18 г/моль.
- Количество вещества воды (n) можно найти по формуле: n = масса / молярная масса.
- В нашем случае: n(H2O) = 7,2 г / 18 г/моль = 0,4 моль.
- Определим количество вещества натрия (Na):
- Молярная масса натрия составляет 23 г/моль.
- Количество вещества натрия (n) можно найти по той же формуле: n = масса / молярная масса.
- В нашем случае: n(Na) = 10 г / 23 г/моль ≈ 0,435 моль.
- Определим, кто из реагентов является лимитирующим:
- Согласно уравнению реакции, на 2 моль Na требуется 2 моль H2O. Это означает, что 1 моль Na реагирует с 1 моль H2O.
- Сравниваем количество вещества: у нас 0,4 моль H2O и 0,435 моль Na.
- Так как у нас меньше воды (0,4 моль), то именно вода является лимитирующим реагентом.
- Рассчитаем, сколько водорода (H2) образуется:
- Согласно уравнению реакции, 2 моль Na реагируют с 2 моль H2O, образуя 1 моль H2.
- Таким образом, 0,4 моль H2O образует 0,4 моль H2 / 2 = 0,2 моль H2.
- Переведем количество водорода в объем:
- При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 л.
- Объем водорода (V) можно найти по формуле: V = n * 22,4 л/моль.
- В нашем случае: V(H2) = 0,2 моль * 22,4 л/моль = 4,48 л.
Ответ: Объем водорода, который получится в результате реакции, составляет 4,48 литра.