Масса продукта и объём оставшегося газа после взрыва
В стеклянном толстостенном сосуде (эвдиометре) взорвали смесь 4 мл водорода и 3 мл кислорода. Найдите массу продукта реакции и объём непрореагировавшего газа.
Дано
`V_text{исх.}(H_2) = 4 text{ мл}`
`V_text{исх.}(O_2) = 3 text{ мл}`
Найти
`m(H_2O) = text{ ?}`
`V_text{изб.}(газа) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции горения водорода:
`2H_2 + O_2 = 2H_2O`
Согласно уравнению реакции, для полного сгорания 2 объёмов водорода требуется 1 объём кислорода. Проверим, какой газ находится в избытке:
`V_text{треб.}(O_2) = (V_text{исх.}(H_2))/2 = 4/2 = 2 text{ мл}`
Так как исходный объём кислорода (3 мл) больше требуемого (2 мл), то кислород находится в избытке. Расчёт продукта ведём по водороду.
Найдём объём прореагировавшего кислорода:
`V_text{прореаг.}(O_2) = 2 text{ мл}`
Найдём объём непрореагировавшего кислорода:
`V_text{изб.}(O_2) = V_text{исх.}(O_2) - V_text{прореаг.}(O_2) = 3 - 2 = 1 text{ мл}`
Согласно уравнению реакции, из 2 объёмов водорода образуется 2 объёма водяного пара. Следовательно, объём образовавшейся воды равен объёму прореагировавшего водорода:
`V(H_2O) = V_text{исх.}(H_2) = 4 text{ мл}`
Найдём количество вещества воды:
`n(H_2O) = (V(H_2O))/V_m = 4/22.4 = 0.1786 text{ ммоль}`
Найдём массу образовавшейся воды:
`m(H_2O) = n(H_2O)*M(H_2O) = 0.1786*18 = 3.215 text{ мг}`
Ответ
`m(H_2O) = 3.215 text{ мг}`
`V_text{изб.}(O_2) = 1 text{ мл}`