Question

при взаимодействии магния с 200 г 5% серной кислоты выделилось 2.12 л водорода.вычислите выход реакции

Answer 1

Дано:

m(р-ра) = 200г

w(H₂SO₄) = 5%

V(H₂) = 2,12л

Найти: $\eta(H_2)$

Решение:

Составим уравнение реакции взаимодействия магния и серной кислоты:

ᅠᅠ$\tt Mg + H_2SO_4~\longrightarrow~MgSO_4~+~H_2$

По условию задания кислота 5-процентна, следовательно найдём её массу в её растворе:

ᅠᅠ$\tt m(H_2SO_4) = \omega(H_2SO_4) \cdot m(p-pa) = \dfrac{5}{100} \cdot 200 = 10$ грамм

Найдём количество вещества серной кислоты:

ᅠᅠ$\tt n(H_2SO_4) = \dfrac{m(H_2SO_4)}{m(H_2SO_4)} = \dfrac{10}{98} = 0,1$ моль

По уравнению реакции перейдём к количеству вещества водорода:

ᅠᅠ$\tt n(H_2) = \dfrac{1}{1}\cdot n(H_2SO_4) = 1 \cdot 0,1 = 0,1$ моль

Найдём теоретический объём водорода (тот, который расчётно должен выделиться в ходе реакции):

ᅠᅠ$\tt V_\tau _e_o_p(H_2) = n(H_2) \cdot Vm = 0,1 \cdot 22,4 = 2,24$ литра

Найдём выход реакции, разделив практический объём вещества на теоретический:

ᅠᅠ$\tt \eta(H_2) = \dfrac{V_\pi _p_a_\kappa_\tau(H_2)}{V_\tau _e_o_p(H_2)} = \dfrac{2,12}{2,24} = 94,64\%$

Ответ: 94,64%

Answer 2

Для вычисления выхода реакции сначала нужно определить количество вещества, которое участвовало в реакции, а затем выразить выход водорода как отношение объема выделившегося водорода к максимально возможному количеству водорода при полном протекании реакции.

Дано: Масса серной кислоты (H2SO4) = 200 г Концентрация серной кислоты = 5% = 0.05 (в долях) Объем выделившегося водорода = 2.12 л

Шаг 1: Рассчитаем количество молей серной кислоты: Масса серной кислоты = Концентрация × объем × молярная масса H2SO4

Молярная масса H2SO4 = 2 × молярная масса H (1.0079 г/моль) + молярная масса S (32.06 г/моль) + 4 × молярная масса O (15.999 г/моль) = 98.079 г/моль

Количество молей H2SO4 = (200 г × 0.05) / 98.079 г/моль ≈ 0.102 моль

Шаг 2: Уравнение реакции между магнием (Mg) и серной кислотой (H2SO4): Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2

Из уравнения видно, что 1 моль магния реагирует с 1 молью серной кислоты и образует 1 моль водорода.

Выход реакции (выход водорода) = (фактическое количество молей водорода) / (максимально возможное количество молей водорода)

Максимально возможное количество молей водорода = количество молей серной кислоты (так как 1:1 соотношение с магнием)

Выход реакции = 0.102 моль / 0.102 моль = 1

Таким образом, выход реакции составляет 100%, что означает, что вся серная кислота полностью реагировала с магнием и образовалось максимальное количество водорода.