Question

Какой объем водорода выделится при взаимодействии кальция из 600 г раствора уксусной кислоты, массовая доля кислоты в котором 5%?

Answer 1

Дано:

m(раствора) - 600г

W(CH₃COOH) - 5%

----------------------------------------

Ca+2CH₃COOH=(CH₃COOH)2Ca+$H_{2}$

m(CH₃COOH)=600*0,05=30г

n(CH₃COOH)=0,5 моль

n(CH₃COOH)=2n(H2)=0,5

n($H_{2}$)=0,25 * 22,4=5,6л

V($H_{2}$) = 5,6 л

Answer 2

Чтобы рассчитать объем выделившегося водорода при взаимодействии кальция с уксусной кислотой, следует использовать уравнение химической реакции между кальцием и уксусной кислотой:

\[ \text{Ca} + \text{2CH}_3\text{COOH} \rightarrow \text{Ca}(\text{CH}_3\text{COO})_2 + \text{H}_2 \]

Из уравнения видно, что для каждого моль кальция выделяется один моль водорода.

1. Найдем количество молей уксусной кислоты в растворе. Массовая доля уксусной кислоты \(CH_3COOH\) равна 5%, что означает, что в 100 г раствора содержится 5 г \(CH_3COOH\).

\[ \text{Масса } CH_3COOH = \frac{\text{Массовая доля } \times \text{Масса раствора}}{100} = \frac{5 \times 600}{100} = 30 \text{ г} \]

Молярная масса \(CH_3COOH\) составляет приблизительно 60 г/моль. Таким образом, количество молей уксусной кислоты:

\[ \text{Моли } CH_3COOH = \frac{\text{Масса } CH_3COOH}{\text{Молярная масса } CH_3COOH} = \frac{30}{60} = 0.5 \text{ моль} \]

2. Согласно уравнению реакции, на каждый моль кальция требуется два моля уксусной кислоты. Таким образом, количество молей кальция равно половине молей уксусной кислоты:

\[ \text{Моли } \text{Ca} = 0.5 \times 2 = 1 \text{ моль} \]

3. Теперь мы знаем количество молей водорода, выделяющегося при реакции. По условию один моль кальция выделяет один моль водорода.

4. Используем уравнение состояния идеального газа \(PV = nRT\), где: - \(P\) - давление (при стандартных условиях примерно 1 атмосфера), - \(V\) - объем газа, - \(n\) - количество молей газа, - \(R\) - универсальная газовая постоянная (примерно 0.0821 л⋅атм/(моль⋅К)), - \(T\) - температура в кельвинах.

Мы ищем объем водорода, поэтому уравнение можно переписать как:

\[ V = \frac{nRT}{P} \]

Подставляем значения:

\[ V = \frac{1 \times 0.0821 \times 273}{1} \approx 22.4 \text{ л} \]

Таким образом, при взаимодействии 600 г раствора уксусной кислоты с кальцием выделится примерно 22.4 л водорода при стандартных условиях.