Question

В раствор пропанола-1 в ацетоне массой 180 г с массовой долей спирта 10% поместили натрий массой 6,5 г. Вычислите объем (н.у.) выделившегося водорода.

Answer 1

2С3Н7ОН + 2Na = 2C3H7ONa + H2
Mr(C3H7OH)=36+8+16=60; 2 моля пропанола это 120г, у нас 180г раствора с содержанием спирта 10%, т.е.спирта 18г , и это 0, 15 требуемого по реакции.
Mr(Na) = 23; 2 моля натрия это 46; Это 0,14 требуемого по реакции , поэтому расчет ведем по натрию. Пропорция:
46 г натрия 22.4л ( объем одного моля газа при н.у.) Н2
6,5г Na Х л Н2, Х= (22,4·6,5)/46= 3,2 л

Answer 2

Для решения этой задачи нужно учитывать химическую реакцию между натрием и пропанолом-1:

\[ C_3H_7OH + Na \rightarrow C_3H_7ONa + \frac{1}{2}H_2 \uparrow \]

В этой реакции происходит образование гидрида водорода (\(H_2\)). Уравнение показывает, что на каждый моль натрия образуется полмоля молекул водорода. Поскольку мы знаем массу натрия, можно вычислить количество молей натрия и, следовательно, количество молей водорода.

1. Найдем количество молей натрия (Na): \[ n_{Na} = \frac{m_{Na}}{M_{Na}} \] где \( m_{Na} \) - масса натрия, \( M_{Na} \) - молярная масса натрия.

Для натрия \( M_{Na} = 22,99 \, \text{г/моль} \). \[ n_{Na} = \frac{6,5 \, \text{г}}{22,99 \, \text{г/моль}} \approx 0,283 \, \text{моль} \]

2. Найдем количество молей водорода (H2): Исходя из уравнения реакции, видно, что для каждого моля натрия образуется полмоля молекул водорода. \[ n_{H_2} = \frac{1}{2} \times n_{Na} \] \[ n_{H_2} = \frac{1}{2} \times 0,283 \, \text{моль} = 0,142 \, \text{моль} \]

3. Вычислим объем водорода (H2) при нормальных условиях (н.у.): Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа: \[ V = \frac{nRT}{P} \] где \( n \) - количество молей газа, \( R \) - универсальная газовая постоянная (\(8,314 \, \text{Па} \cdot \text{м}^3/\text{моль} \cdot \text{К}\)), \( T \) - температура в кельвинах, \( P \) - давление.

При нормальных условиях \( T = 273,15 \, \text{K} \) и \( P = 101,325 \, \text{Па} \).

\[ V_{H_2} = \frac{0,142 \, \text{моль} \times 8,314 \, \text{Па} \cdot \text{м}^3/\text{моль} \cdot \text{К} \times 273,15 \, \text{K}}{101,325 \, \text{Па}} \]

\[ V_{H_2} \approx 0,385 \, \text{л} \]

Таким образом, объем водорода, выделившегося при реакции, составляет приблизительно 0,385 литра при нормальных условиях.