Ответы
Щоб відповісти на це запитання, нам потрібно знати реакційну формулу для взаємодії калію з гліцерином:
C3H8O3 + 3K → 3KOH + C3H8
Тут калій реагує з гліцерином (C3H8O3) і виділяє водень (H2) та утворюється гліцериновий калій (KOH) і пропан (C3H8).
Щоб знайти об'єм водню, який буде виділений, ми повинні спочатку визначити кількість молярних грамів калію гліцеролу. Це можна зробити, розділивши масу гліцерину на його молярну масу:
n(C3H8O3) = m(C3H8O3) / M(C3H8O3) = 276 г / 92 г/моль = 3 моль
Тому ми можемо записати рівняння, що описує взаємодію калію з гліцерином:
3C3H8O3 + 9K → 9KOH + 3C3H8
Тут одна молекула калію реагує з трьома молекулами гліцерину.
Оскільки моларний співвідношення між H2 та K дорівнює 1:1, це означає, що буде виділено таку ж кількість молярних грамів водню, як і калію:
n(H2) = n(K) = m(K) / M(K) = 9 моль / 39 г/моль = 0,23 моль
Тепер ми можемо використати ідеальний газовий закон, щоб знайти об'єм водню, який буде виділений:
V(H2) = n(H2) * RT / P
де R - універсальна газова стала (8,31 Дж/моль*К), T - температура в кельвінах, P - тиск.
Зазвичай цей процес відбувається при стандартних умовах температури і тиску (STP), які становлять 273 К і 1 атм відповідно. Тому ми можемо записати:
V(H2) = n(H2) * R * 273 K /M
Відповідь:
об’єм водню, що виділиться при взаємодії з калієм гліцеролу масою 276 г за стандартних умов складає 23.6 л.
Пояснення:
Реакція між калієм та гліцерином є реакцією заміщення:
3K + C3H8O3 → 3KOH + C3H8
З рівняння реакції видно, що за кожні три молі K, що реагують, утворюється один моль водню. Тому, щоб знайти кількість молей водню, яка утвориться, спочатку необхідно визначити кількість молей калію, який бере участь у реакції.
Кальцію гліцеролу можна визначити, використовуючи його мольну масу:
molar mass of C3H8O3 = 92.09 g/mol
Кількість молей C3H8O3 = 276 g / 92.09 g/mol = 2.998 моль
З рівняння реакції видно, що на 3 молі K береться 1 моль C3H8O3. Тому кількість молей K, яка бере участь у реакції, можна знайти діленням кількості молей C3H8O3 на 3:
n(K) = 2.998 моль / 3 = 0.999 моль
Таким чином, утвориться 0.999 моль водню.
Об’єм водню можна знайти, використовуючи ідеальний газовий закон:
PV = nRT
де P - тиск газу (в Па), V - об’єм газу (в м3), n - кількість молей газу, R - універсальна газова стала (8.314 J/(mol*K)), T - температура газу (в К).
Припустимо, що реакція відбувається за стандартного тиску (101.3 кПа) та кімнатної температури (298 K).
Тоді об’єм водню можна обчислити, замінивши в формулі параметри на їх числові значення та розв’язавши рівняння відносно V:
V = nRT / P = 0.999 моль × 8.314 J/(моль*K) × 298 K / 101300 Па = 0.0236 м3 = 23.6 л
Отже, об’єм водню, що виділиться при в