Определите объём (н. у.) водорода, который выделится при взаимодействии раствора серной кислоты массой 245 г с массовой долей серной кислоты 80% с избытком железа (III) массой 224 г.
Ответы
Спочатку знайдемо масу серної кислоти у розчині:
245 г * 0,8 = 196 г H2SO4
При реакції з Fe молекули H2SO4 взаємодіють з Fe за наступною рівнянням:
H2SO4 + Fe -> FeSO4 + H2
Оскільки Fe знаходиться у вищій валентності, то ветільна його маса дорівнює 56 г/моль.
Захоплення водню буде лімітуючим етапом реакції, тому кількість отриманого водню буде залежати від кількості Fe. Знайдемо кількість водню, яка може виділитися з врахуванням використаного Fe:
224 г / 56 г/моль = 4 моль Fe
За рівнянням реакції одна молекула H2SO4 утворює один моль водню, тому можемо записати:
n(H2) = n(H2SO4) = 196 г / 98 г/моль = 2 моль H2
Отже, було утворено 2 моль водню. Для перетворення у мікролітри, треба використовувати стандартний мольний об'єм газів за стандартних умов (0°C і 101,3 кПа):
V(H2) = n(H2) * 24,45 л/моль = 2 * 24,45 л/моль = 48,9 л = 48 900 мкл
Отже, було утворено 48 900 мкл водню.