Визначити практичний вихід реакції, якщо при взаємодії 300 г сульфiтної кислоти з кальцієм було одержано 11,2 л водню.
Ответы
Відповідь:
Пояснення:
Для визначення практичного виходу реакції, необхідно визначити теоретичну кількість водню, яку можна отримати з 300 г сульфітної кислоти, якщо всі реагенти повністю реагують.
Запишемо збалансовану рівняння реакції між сульфітною кислотою (H2SO3) та кальцієм (Ca):
H2SO3 + Ca → CaSO3 + H2
За стехіометрією реакції, 1 моль сульфітної кислоти реагує з 1 моль кальцію, утворюючи 1 моль водню. Тому, необхідно визначити, скільки молей сульфітної кислоти міститься в 300 г цієї речовини.
Молярна маса H2SO3 = 2 × 1 + 32 + 3 × 16 = 82 г/моль
Кількість молей H2SO3:
n(H2SO3) = m(H2SO3) / MM(H2SO3) = 300 г / 82 г/моль = 3,66 моль
Теоретична кількість водню, яку можна отримати з 300 г сульфітної кислоти:
n(H2) = n(H2SO3) = 3,66 моль
Об'єм водню, який було одержано, можна перевести в стандартні умови (температура 0 °C та тиск 1 атмосфера):
V(H2) = 11,2 л
T = 273 + 0 = 273 K
P = 1 атм
За ідеальним газовим законом, об'єм газу (V) пропорційний кількості речовини (n) та обернено пропорційний температурі (T) та тиску (P):
V = nRT/P
де R - універсальна газова стала (0,0821 л·атм/моль·K).
Кількість речовини водню (n(H2)) можна визначити за допомогою ідеального газового закону:
n(H2) = PV/RT = 1 атм × 11,2 л / (0,0821 л·атм/моль·K × 273 K) = 0,46 моль
Отже, практичний вихід реакції можна визначити як відношення кількості отриманого водню до теоретичної кількості водню:
Практичний вихід = (кількість отриманого водню / теоретична кількість водню) × 100%
Підставляючи відповідні значення, отримаємо:
Практичний вихід = (0,46 моль / 3,66 моль) × 100% = 12,57%
Отже, практичний вихід реакції складає 12,57%. Це означає, що з усієї кількості сульфітної кислоти, яку було використано, тільки 12,57% перетворилась у водень. Решта речовини могла реагувати з іншими реагентами, утворюючи інші продукти, або знаходилась у вигляді нереагованої речовини.