Question

Який обʼєм кисню та повітря ( н.у.) потрібні для повного спалювання магнію масою 4,8 г.

Answer 1

Ответ:

2Mg + O2 → 2MgO

За рівнянням реакції, на повне спалювання 1 мол магнію потрібно 1 мол кисню.

Mг = 4,8 г = 0,2 моль

Отже, для повного спалювання магнію потрібно 0,2 моль кисню.

Обʼєм кисню визначаємо за допомогою рівняння стану ідеального газу:

V = nRT/P, де n - кількість молів, R - універсальна газова стала, яка дорівнює 8,31 Дж/моль∙К, T - температура, P - тиск.

При нормальних умовах (температура 273 К і тиск 101,3 кПа) 1 моль газу займає обʼєм 22,4 л.

Отже, для повного спалювання магнію потрібно:

V(O2) = n(O2)RT/P = 0,2 моль × 8,31 Дж/моль∙К × 273 К / 101,3 кПа ≈ 4,2 л

Обʼєм повітря (н.у.) залежить від вмісту кисню у повітрі. Узагальнений склад повітря: 21% O2, 78% N2, 1% інших газів.

Отже, потрібно скористатись класичною формулою для розрахунку обʼєму повітря, який містить потрібну кількість кисню:

V = V(O2) / 0,21 ≈ 20 л

Отже, для повного спалювання магнію масою 4,8 г потрібно 4,2 л кисню або близько 20 л повітря (н.у.).

Answer 2

Для розрахунку об'єму кисню та повітря (нормальних умов - н. у.) потрібних для повного спалювання магнію, спочатку важливо знати хімічний реакційний склад реакції спалювання магнію.

Реакція спалювання магнію у кисні має наступний хімічний склад: $\ce{2 Mg (с) + O2 (г) -> 2 MgO (тверда) }$

З цієї реакції видно, що для спалювання 1 молекули магнію (молекулярна маса 24,31 г/моль) потрібно 1 молекула кисню.

Отже, для 4,8 г магнію (яке відповідає приблизно 0,197 молям магнію), потрібно 0,197 моль кисню.

Оскільки кисень у повітрі складає близько 21% (або 0,21) об'єму, обчислимо об'єм кисню та повітря:

Об'єм кисню (н. у.) = 0,197 моль × 22,4 л/моль (мольний об'єм при н. у.) = приблизно 4,41 л

Об'єм повітря (н. у.) = Об'єм кисню / масова частка кисню у повітрі = 4,41 л / 0,21 ≈ 21 л

Таким чином, для повного спалювання 4,8 г магнію потрібно близько 4,41 л кисню та 21 л повітря (нормальних умов).