При взаимодействии натрия количеством вещества 0,5 моль с водой получили водород объемом 4,2 л.Вычислите практический выход газа.
При взаимодействии натрия количеством вещества 0,5 моль с водой получили водород объемом 4,2 л.Вычислите практический выход газа.
Для начала разберемся с теоретическим расчетом выхода водорода при взаимодействии натрия с водой. Реакция между натрием и водой происходит по следующему уравнению:
[ \text{2Na} + \text{2H}_2\text{O} \rightarrow \text{2NaOH} + \text{H}_2 ]
Из уравнения видно, что 2 моля натрия выделяют 1 моль водорода. Поэтому, если у нас есть 0,5 моль натрия, теоретически можно получить:
[ \frac{0,5 \text{ моль Na}}{2 \text{ моль Na}} \times 1 \text{ моль } \text{H}_2 = 0,25 \text{ моль } \text{H}_2 ]
Чтобы перевести моли водорода в объем, используем молярный объем газа при стандартных условиях (0 °C и 1 атм), равный приблизительно 22,4 л/моль:
[ 0,25 \text{ моль } \text{H}_2 \times 22,4 \text{ л/моль} = 5,6 \text{ л } \text{H}_2 ]
Это теоретически возможный объем водорода. Однако по условию задачи известно, что практически было получено 4,2 л водорода. Теперь можно рассчитать практический выход водорода:
[ \text{Практический выход} = \left( \frac{\text{фактически полученный объем}}{\text{теоретически возможный объем}} \right) \times 100\% ]
[ \text{Практический выход} = \left( \frac{4,2 \text{ л}}{5,6 \text{ л}} \right) \times 100\% \approx 75\% ]
Таким образом, практический выход водорода составил приблизительно 75%.
Практический выход газа можно вычислить по формуле:
Выход (%) = (объем полученного газа / теоретический объем газа) * 100%
Теоретический объем водорода можно вычислить по уравнению реакции:
2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2
Таким образом, теоретический объем водорода равен 4,2 л. Подставляем данные в формулу:
Выход (%) = (4,2 / 4,2) * 100% = 100%
Практический выход газа составляет 100%.
Дано: Количество вещества натрия (n) = 0,5 моль Объем водорода (V) = 4,2 л
Уравнение реакции: 2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2
Из уравнения видно, что 2 моль натрия дают 1 моль водорода. Тогда 0,5 моль натрия дадут 0,25 моль водорода.
Теперь посчитаем, какой объем водорода соответствует 0,25 моль: V = n 22,4 л/моль V = 0,25 22,4 V = 5,6 л
Получается, что теоретический выход водорода составляет 5,6 л. Практический выход газа равен отношению фактического объема водорода к теоретическому: Практический выход = (4,2 л / 5,6 л) * 100% Практический выход ≈ 75%
Таким образом, практический выход газа составляет около 75%.
