Question

Який об'єм газу виділиться при взаємодії з водою 4,2 г. технічного кальцію,в якому 4% домішок?

Answer 1

Для вирішення цього завдання, спочатку ми мусимо визначити хімічну реакцію між технічним кальцієм (Ca) та водою (H₂O). Кальцій реагує з водою за рівнянням:

\[ \text{Ca} + 2\text{H₂O} \rightarrow \text{Ca(OH)}₂ + \text{H₂} \]

З рівняння видно, що один молекулярний еквівалент кальцію (Ca) взаємодіє з двома молекулами води, утворюючи один молекулярний еквівалент кальцію гідроксиду (Ca(OH)₂) та молекулярний еквівалент водню (H₂).

Маса кальцію (Ca) в технічному кальції становить 4,2 г, і ми знаємо, що кількість домішок у кальцієвому гідроксиді (Ca(OH)₂) становить 4%. Таким чином, кількість чистого кальцію буде розрахована так:

\[ \text{Маса чистого Ca} = \text{Маса Ca} \times \left( \frac{100}{100 - \text{Вміст домішок}} \right) \]

\[ \text{Маса чистого Ca} = 4,2 \, \text{г} \times \left( \frac{100}{100 - 4} \right) = 4,2 \, \text{г} \times \left( \frac{100}{96} \right) \]

\[ \text{Маса чистого Ca} \approx 4,375 \, \text{г} \]

Тепер ми можемо визначити кількість молекулярних еквівалентів кальцію, використовуючи масу чистого кальцію та масу молекулярного еквіваленту кальцію:

\[ \text{Кількість молекулярних еквівалентів кальцію} = \frac{\text{Маса чистого Ca}}{\text{Маса молекулярного еквіваленту Ca}} \]

Маса молекулярного еквіваленту кальцію (Ca) становить приблизно 40 г/моль (кальцій має атомну масу близько 40 г/моль).

\[ \text{Кількість молекулярних еквівалентів кальцію} = \frac{4,375 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} \]

\[ \text{Кількість молекулярних еквівалентів кальцію} \approx 0,1094 \, \text{моль} \]

Так як масовий відсоток водню у реакції 2:1 (2 молекули води на 1 молекулу водню), ми можемо визначити масу водню, яка виділиться:

\[ \text{Маса водню} = \text{Кількість молекулярних еквівалентів водню} \times \text{Маса молекулярного еквіваленту водню} \]

\[ \text{Маса водню} = 0,1094 \, \text{моль} \times 2 \, \text{г/моль} \]

\[ \text{Маса водню} \approx 0,2188 \, \text{г} \]

Отже, при взаємодії 4,2 г технічного кальцію, в якому 4% домішок, виділиться приблизно 0,2188 г водню.