Question

Обчислити масу фосфор (V) оксиду, яка утвориться в результаті взаємодії фосфору з киснем об'ємом 11,2 л. З формулами

Answer 1

Щоб обчислити масу фосфор(V) оксиду, утвореного в результаті взаємодії фосфору з киснем, спочатку потрібно скласти рівняння хімічної реакції та визначити стехіометричні коефіцієнти.

Реакція взаємодії фосфору з киснем може бути представлена так:

\[ 4P + 5O_2 \rightarrow P_4O_{10} \]

Згідно з цим рівнянням, один молекула фосфору реагує з п'ятьма молекулами \(O_2\) і утворює десять молекул фосфор(V) оксиду \(P_4O_{10}\).

Тепер, знаючи, що об'єм \(O_2\) становить 11,2 л, можна використовувати пропорції із реакції для обчислення кількості молекул \(O_2\), які беруть участь у реакції.

\[ 5 \, молекул \, O_2 \longleftrightarrow 4 \, молекули \, P \]

\[ 11,2 \, л \, O_2 \longleftrightarrow x \, л \, P \]

За правилом пропорцій, ми можемо записати:

\[ x = \frac{11,2 \, л \, O_2 \times 4}{5} \]

Обчислімо це:

\[ x = \frac{11,2 \times 4}{5} = \frac{44,8}{5} = 8,96 \, л \, P \]

Тепер ми знаємо, що об'єм фосфору \(P\) становить 8,96 л. Далі можна використовувати інше пропорційне відношення, щоб перевести літри \(P\) в грами, знаючи об'єм мольного газу при н. у. \(22,4 \, л/mol\).

\[ 1 \, моль \, P \longleftrightarrow 22,4 \, л \, P \]

\[ x \, л \, P \longleftrightarrow y \, г \, P \]

\[ y = \frac{x \times 1}{22,4} \]

Підставимо значення:

\[ y = \frac{8,96 \times 1}{22,4} \]

\[ y = \frac{8,96}{22,4} = 0,4 \, моль \, P \]

Тепер можна визначити масу фосфор(V) оксиду \(P_4O_{10}\), знаючи, що коефіцієнт перед ним у рівнянні реакції дорівнює 1. Маса молекули \(P_4O_{10}\) складається з маси атомів фосфору і кисню.

\[ \text{Маса } P_4O_{10} = 4 \times \text{Маса атома P} + 10 \times \text{Маса атома O} \]

Маса атома P приблизно дорівнює 30,97 г/mol, а маса атома O приблизно дорівнює 16,00 г/mol.

\[ \text{Маса } P_4O_{10} = 4 \times 30,97 + 10 \times 16,00 \]

\[ \text{Маса } P_4O_{10} = 123,88 + 160,00 \]

\[ \text{Маса } P_4O_{10} = 283,88 \, г/mol \]

Тепер можна обчислити масу \(P_4O_{10}\) за допомогою кількості молей, яку ми знайшли раніше:

\[ \text{Маса } P_4O_{10} = 0,4 \, моль \times 283,88 \, г/mol \]

\[ \text{Маса } P_4O_{10} = 113,552 \, г \]

Отже, маса фосфор(V) оксиду, яка утвориться в результаті взаємодії фосфору з киснем об'ємом 11,2 л, дорівнює приблизно 113,55 г.