Question

Розрахуйте об’єм водню який утворюється під час взаємодії ортофасфатної кислоти з кальцієм масою 24 грами

Answer 1

Дано:

m(Ca) =24г

Найти:

V(H2)-?

Решение:

2H3PO4+3Ca=Ca3(PO4)2+3H2

n(Ca)=m/M=24г:40г/моль=0,6моль

M(Ca)=40г/моль

n(Ca)=n(H2)=0,6моль

V(H2)=n*Vm=0,6моль*22,4л/моль=13,44л

Answer 2

Реакція взаємодії ортофасфатної кислоти (H₃PO₄) з кальцієм (Ca) може бути записана наступним чином:

3H₃PO₄ + 2Ca → 3H₂ + 2Ca₃(PO₄)₂.

З цієї реакції видно, що за кожних 3 молекулів ортофасфатної кислоти утворюються 3 молекули водню (H₂).

Знаючи масу кальцію (Ca) у реакції, яка дорівнює 24 грами, ми можемо визначити кількість молей кальцію. Маса молекули кальцію (Ca) дорівнює приблизно 40.08 г/моль. Тому кількість молей кальцію:

моль кальцію = маса / маса молекули моль кальцію = 24 г / 40.08 г/моль ≈ 0.598 моль.

За реакцією 3H₃PO₄ + 2Ca → 3H₂ + 2Ca₃(PO₄)₂ видно, що для кожних 2 молей кальцію утворюється 3 молекули водню. Отже, кількість молей водню, яка утворюється, дорівнює:

кількість молей водню = (кількість молей кальцію) * (3/2) кількість молей водню = 0.598 моль * (3/2) ≈ 0.897 моль.

Тепер ми можемо використовувати ідеальний газовий закон, щоб розрахувати об'єм водню (H₂) при стандартних умовах (температура 0°C або 273K і тиск 1 атмосфера або 101.3 кПа). Згідно з ідеальним газовим законом:

V = nRT/P,

де:

• V - об'єм газу,
• n - кількість молей газу,
• R - газова константа (приблизно 8.31 Дж/(моль·К)),
• T - температура в Кельвінах,
• P - тиск.

Температура в Кельвінах (T) при 0°C дорівнює 273K, а тиск (P) при стандартних умовах дорівнює 101.3 кПа. Підставляючи значення, ми отримаємо:

V = (0.897 моль) * (8.31 Дж/(моль·К) * 273K) / (101.3 кПа) V ≈ 19.14 літрів.

Отже, об'єм водню, який утворюється під час цієї реакції, становить приблизно 19.14 літрів при стандартних умовах.