Question

Рассчитать объём выделившегося водорода, если в реакцию с метанолом вступает 15 граммов натрия, а выход от теоретически возможного составляет 85%.

Answer 1

дано

m(Na) = 15 g

η(H2)= 85%

------------------

V практ (H2)-?

2CH3OH+2Na-->2CH3ONa+H2↑

M(Na) = 23 g/mol

n(Na) = m/M = 15 / 23 = 0.65 mol

2n(Na) = n(H2)

n(H2) = 0.65 / 2 = 0.325 mol

V теор (H2) =n*Vm = 0.325 * 22.4 = 7.28 L

V практ (H2) = V теор(H2)*η(H2) / 100% = 7.28 * 85% / 100% = 6.188 L

ответ 6.188 л

Answer 2

Рассмотрим уравнение реакции между натрием и метанолом:

2Na + 2CH3OH → 2CH3ONa + H2

Молярная масса Na = 23 г/моль Молярная масса H2 = 2 г/моль

Масса натрия, участвующего в реакции:

m(Na) = 15 г

Рассчитаем количество молей натрия:

n(Na) = m(Na) / M(Na) = 15 г / 23 г/моль = 0,652 моль

Учитывая, что выход от теоретически возможного составляет 85%, рассчитаем количество молей водорода:

n(H2) = 0,85 * n(Na) = 0,85 * 0,652 моль = 0,554 моль

Рассчитаем массу выделившегося водорода:

m(H2) = n(H2) * M(H2) = 0,554 моль * 2 г/моль = 1,108 г

Таким образом, объем выделившегося водорода можно рассчитать с использованием уравнения состояния идеального газа:

V(H2) = n(H2) * R * T / P

где R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)), T - температура в Кельвинах, P - давление в Паскалях.

Для стандартных условий (0°C = 273,15 К, 1 атм = 101 325 Па) получим:

V(H2) = n(H2) * R * T / P = 0,554 моль * 8,314 Дж/(моль·К) * 273,15 К / 101 325 Па

V(H2) = 0,0146 м³ или 14,6 л.