Який об'єм (л) при температурі 40°С і тиску 1013,25 Па займе оксид нітрогену(ІV), отриманий з концентрованої нітратної кислоти і 0,5 кг міді, що містить 90% основної речовини? (364,28 л)
Ответы
1. Знаходимо кількість основної речовини міді:
0,5 кг міді містить 90% основної речовини, отже:
0,5 кг * 0,9 = 0,45 кг основної речовини міді.
2. Визначаємо кількість оксиду нітрогену(IV), отриманого з концентрованої нітратної кислоти і 0,45 кг міді:
Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O
Молярна маса міді (Cu) = 63,5 г/моль
Молярна маса оксиду нітрогену(IV) (NO₂) = 46 г/моль
0,45 кг міді = 450 г
n(Cu) = 450 г / 63,5 г/моль ≈ 7,09 моль
За рівнянням реакції, 1 моль Cu дає 2 моль NO₂, отже:
n(NO₂) = 7,09 моль * 2 = 14,18 моль
3. Знаходимо об'єм оксиду нітрогену(IV) за умовами задачі (температура 40°C і тиск 1013,25 Па):
Використовуємо рівняння стану ідеального газу: PV = nRT
де P - тиск, V - об'єм, n - кількість речовини, R - універсальна газова стала (8,314 Дж/(моль·К)), T - температура в кельвінах.
T(К) = 40°C + 273,15 = 313,15 К
1013,25 Па = 0,0101325 МПа
V = nRT / P = (14,18 моль * 8,314 Дж/(моль·К) * 313,15 К) / 0,0101325 МПа ≈ 364,28 м³
Отже, об'єм оксиду нітрогену(IV), отриманий з концентрованої нітратної кислоти і 0,5 кг міді, що містить 90% основної речовини, при температурі 40°C і тиску 1013,25 Па, становить 364,28 літрів.