Question

Натрий поместили в уксусную кислоту объемом 23 мл и плотностью 0,8 г/мл. Какой объем водорода выделяется при этом?​

Answer 1

Ответ:

4,83 л водорода выделится.

Объяснение:

1)  Рассчитаем массы этанола и воды в растворе:

mр-ра = 23· 0,8 = 18,4 г

m(Н2О) = ω · mр-ра = 0,05 · 18,4 = 0,92 г

m(С2Н5ОН) = 18,4 – 0,92 = 17, 48 г

2) Запишем уравнения реакций спирта и воды с натрием и рассчитаем кол-ва веществ, участвующих в реакции:

2 H2O + 2 Na = 2 NaOH + H2↑

2 C2H5OH + 2 Na = 2 C2H5ONa + H2↑

n(Н2О) = m(Н2О) / M(Н2О) = 0,92 / 18 = 0,051 (моль);

n(С2Н5ОН) = m(С2Н5ОН) / M(С2Н5ОН) = 17,48 / 46 = 0,38 (моль);

n(Na) = m(Na) / M(Na) = 12 / 23 = 0,522 (моль),

т.е. n(Na) > n(Н2О) + n(С2Н5ОН), следовательно, весь спирт и вся вода вступят в реакцию с натрием.

3) Вычислим объем выделившегося водорода в обеих реакциях.

В реакции с водой: n(Н2) = n(Н2О) / 2 = 0,051 / 2 = 0,0255 (моль);

В реакции со спиртом: n(Н2) = n(С2Н5ОН) / 2 = 0,38 / 2 = 0,19 (моль);

Итого по двум реакциям: n(Н2) = 0,0255 + 0,19 = 0,2155 (моль);

Объем водорода: V(Н2) = 0,2155 · 22,4 = 4,83 (л)

Answer 2

Реакция натрия с уксусной кислотой приводит к выделению водорода и образованию ацетата натрия и воды. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

2CH3COOH + 2Na → 2CH3COONa + H2↑

Из уравнения видно, что на каждый моль натрия выделяется 1 моль водорода. Теперь мы можем вычислить количество молей натрия в 23 мл уксусной кислоты с плотностью 0,8 г/мл.

Масса натрия = плотность x объем = 0,8 г/мл x 23 мл = 18,4 г

Теперь мы должны перевести массу натрия в количество молей, используя его молярную массу. Молярная масса натрия (Na) равна приблизительно 23 г/моль.

Количество молей натрия = масса / молярная масса = 18,4 г / 23 г/моль ≈ 0,8 моль

Таким образом, в результате реакции выделяется 0,8 моль водорода. Зная количество молей, можно использовать закон стехиометрии, чтобы вычислить объем выделившегося водорода при нормальных условиях (0 °C и 1 атмосферное давление).

1 моль водорода при нормальных условиях занимает приблизительно 22,4 литра. Поэтому 0,8 моль водорода займут:

Объем водорода = количество молей x объем одного моля при нормальных условиях = 0,8 моль x 22,4 л/моль ≈ 17,92 литра водорода.

Таким образом, при реакции натрия с уксусной кислотой выделится приблизительно 17,92 литра водорода при нормальных условиях.