Question

Під час взаємодії фосфору з хлором одержали фосфор (III) хлорид масою 13,75 г. Обчисліть об’єм витраченого хлору

Answer 1

Ответ:

Объем хлора затраченный на реакцию соединения хлора и фосфора равен 3.36л

Answer 2

Для того чтобы решить эту задачу, мы можем использовать уравнение химической реакции между фосфором и хлором:

\[ P_4 + 6Cl_2 \rightarrow 4PCl_3. \]

Из уравнения видно, что один моль фосфора реагирует с шестью молями хлора, образуя четыре моля фосфора(III) хлорида. Таким образом, мольная соотношение между фосфором и хлором равно 1:6.

1. Найдем количество молей фосфора(III) хлорида в реакции:

\[ \text{Моли } PCl_3 = \frac{\text{Масса}}{\text{Молярная масса}}. \]

Молярная масса \( PCl_3 \) равна сумме масс атомов его составляющих элементов: 30.97 (масса фосфора) + 3 * 35.45 (масса хлора) г/моль.

\[ \text{Молярная масса } PCl_3 = 30.97 + 3 \times 35.45 = 136.32 \, \text{г/моль}. \]

Теперь можем найти количество молей \( PCl_3 \):

\[ \text{Моли } PCl_3 = \frac{13.75 \, \text{г}}{136.32 \, \text{г/моль}} \approx 0.1008 \, \text{моль}. \]

2. Так как соотношение между молью фосфора и молью хлора в уравнении реакции 1:6, то количество молей хлора будет:

\[ \text{Моли хлора} = 6 \times \text{Моли } PCl_3 \approx 6 \times 0.1008 \, \text{моль} \approx 0.6048 \, \text{моль}. \]

3. Теперь можем использовать уравнение состояния идеального газа \( PV = nRT \), чтобы выразить объем:

\[ V = \frac{nRT}{P}, \]

где \( P \) - давление, \( R \) - универсальная газовая постоянная, \( T \) - температура в кельвинах.

Для комнатной температуры (приблизительно 298 К) и давления \( P \) (обычно 1 атмосфера), универсальная газовая постоянная \( R \) равна примерно 0.0821 л*атм/(моль*К).

\[ V = \frac{0.6048 \, \text{моль} \times 0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм}/(\text{моль} \cdot \text{К}) \times 298 \, \text{К}}{1 \, \text{атм}} \approx 14.93 \, \text{л}. \]

Таким образом, объем хлора, витраченного в реакции, составляет приблизительно 14.93 литра.