Question

Який об'єм газу виділився під час взаємодії міді масою 1,6 г з концетрованою нітратною кислотою масою 0,126 г?

Answer 1

Відповідь:

Варто згадати деякі теоретичні відомості:

1) Нітратна кислота - сильний окисник, тому її реакції з металами значно відрізняються від реакцій металів з хлоридною та розбавленою сульфатною кислотами: при дії нітратної кислоти на метал водень ніколи не виділяється, він окиснюється з утворенням води. Взаємодія з металами супроводжується відновленням Нітрогену нітратної кислоти до різного ступеня окиснення. Продукти відновлення Нітрогену в нітратній кислоті залежать від активності металу і концентрації кислоти (див. прикріплену схему).

2) Якщо в уомвах задачі відомо маси (об'єми, або кількості) реагентів, то спочатку знаходимо який з реагентів в надлишку, а розрахунок ведемо за тією речовиною, що прореагувала повністю. Ця задача належить саме до цього класу задач.

Пояснення:

Отже, запишемо Дано

Дано:

m(Cu) = 1,6 г

m(HNO₃) = 0, 126 г

V(газу) - ?

Визначимо, яка з речовин у надлишку. Для цього спочатку обчислимо кількість речовини кожного реагенту:

$n(Cu) = \frac{m(Cu)}{M(Cu)} = \frac{1,6}{64} = 0,025$ моль

$n(HNO3) = \frac{m(HNO3)}{M(HNO3)} = \frac{0,126}{63} = 0,002$ моль

Запишемо рівняння реакції:

0,002 моль                           x моль

4 HNO₃ + Cu = Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O

4 моль  1 моль   1 моль       2 моль    2 моль

Порівняємо відношення кількості речовини n(Cu) та n(HNO₃) до їхніх стехіометричних коефіцієнтів:

$\frac{0,025}{1} > \frac{0,002}{4}$

Робимо висновок, що купрум взято в надлишку, і він прореагує не повністю. Обчислення ведемо за нітратною кислотою. Позначимо кількість речовини нітроген(IV) оксиду за х. Складемо і розв'яжемо пропорцію.

$></p> <p><em>x = 0,001 моль - n(NO2)</em></p> <p></p> <p>Знаючи кількість речовини нітроген(IV) оксиду, можна легко обчислити об'єм газу за формулою: </p> <p></p> <p>V = n * Vm (Vm - молярний об'єм = 22,4) </p> <p></p> <p><em>V(NO2) = 0,001 * 22,4 = 0,0224 л. </em></p> <p><em></em></p> <p><strong>Відповідь: </strong><em>V(NO2)  = 0,0224 л. </em></p> <p><em>              </em></p> </div> <div style=$

Answer 2

Для визначення об'єму газу, виділеного під час реакції міді з нітратною кислотою, необхідно знати хімічну реакцію між цими речовинами. У цьому випадку, основною реакцією є окислювально-відновна реакція, де мідь окислюється нітратною кислотою:

3Cu + 8HNO3 -> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

З цього рівняння видно, що для відновлення 3 моль міді потрібно 8 молей нітратної кислоти.

Давайте переведемо масу міді і нітратної кислоти в молярні маси:

Молярна маса міді (Cu) = 63,55 г/моль Молярна маса HNO3 = 63,01 г/моль

Тепер знайдемо кількість молей міді і нітратної кислоти:

Кількість молей міді = маса міді / молярна маса міді = 1,6 г / 63,55 г/моль ≈ 0,0252 моль Кількість молей HNO3 = маса HNO3 / молярна маса HNO3 = 0,126 г / 63,01 г/моль ≈ 0,002 моль

Захід 3:8 співвідношення між міддю та HNO3, отримаємо, що в реакції відбудеться 0,002 моль HNO3 * (3 моль Cu / 8 моль HNO3) ≈ 0,00075 моль міді.

Таким чином, з рівняння реакції видно, що за кожні 3 молі міді виділяються 2 молі NO. Тому 0,00075 моль міді згідно з рівнянням реакції виділяться 0,0005 моль NO.

Тепер ми можемо використати ідеальний газовий закон, щоб знайти об'єм газу NO:

V = n * R * T / P

де V - об'єм газу, n - кількість молей газу, R - універсальна газова стала (8,314 Дж