Question

Решить задачу: на сжигание натрия потребовалось 87 л воздуха. Вычислить массу натрия, вступившего в реакцию.​

Answer 1

Дано:

V(воздуха) = 87л

Найти: m(Na) - ?

Решение:

Для начала составим уравнение реакции горения натрия на воздухе:

ᅠᅠ$\tt 2Na + O_2 \longrightarrow Na_2O_2$

По условию объём воздуха равен 87 литрам. В воздухе содержание кислорода равно 21 проценту, следовательно найдём объём кислорода в воздухе (пусть V(воздуха) - V₁):

ᅠᅠ$\tt V(O_2) = V_1 \cdot \omega(O_2) = 87 \cdot \dfrac{21}{100} = \dfrac{1827}{100} = 18,27$ литров

Перейдём к количеству вещества кислорода:

ᅠᅠ$\tt n(O_2) = \dfrac{V(O_2)}{Vm} = \dfrac{18,27}{22,4} = 0,8156$ моль

По уравнению реакции найдём количество вещества натрия:

ᅠᅠ$\tt n(Na) = \dfrac{2}{1} \cdot n(O_2) = 2 \cdot 0,8156 = 1,6312$ моль

Зная количество вещества натрия, найдём его массу:

ᅠᅠ$\tt m(Na) = n(Na) \cdot M(Na) = 1,6312 \cdot 23 = 37,52$ грамма

Ответ: m(Na) = 37,52г.

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать баланс химической реакции между натрием (Na) и кислородом (O2) в воздухе. Эта реакция выглядит следующим образом:

4Na + O2 -> 2Na2O

Из баланса реакции видно, что 4 моль натрия реагируют с 1 молью кислорода, образуя 2 моли оксида натрия (Na2O). Теперь мы можем приступить к решению задачи.

1. Начнем с объема воздуха, который потребовался для сжигания натрия: 87 л воздуха.

2. Поскольку воздух состоит преимущественно из кислорода, мы можем считать, что объем кислорода в воздухе равен объему воздуха. Таким образом, у нас есть 87 л кислорода.

3. Теперь мы должны перейти от объема кислорода к количеству молей. Для этого мы используем уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

где P - давление, V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Для кислорода: n(O2) = (PV) / (RT)

Пусть T = 273 К (стандартная температура и давление), R = 0.0821 л∙атм/(моль∙К), P = 1 атм.

n(O2) = (87 л * 1 атм) / (0.0821 л∙атм/(моль∙К) * 273 К) ≈ 3.92 моль кислорода.

4. Согласно балансу реакции, на 4 моли натрия требуется 1 моль кислорода. Теперь мы можем вычислить количество молей натрия:

n(Na) = (3.92 моль O2) / 4 ≈ 0.98 моль Na

5. Теперь нам нужно найти массу натрия. Молярная масса натрия (Na) равна приблизительно 23 г/моль.

Масса натрия (m) = n(Na) * молярная масса(Na) m = 0.98 моль * 23 г/моль ≈ 22.54 г

Итак, масса натрия, вступившего в реакцию, составляет приблизительно 22.54 грамма.