Нітроген(ІІ) оксид – хімічна сполука, яка відіграє важливу роль у функціонуванні імунної системи тварин та серцево-судинної системи людини. Виявили це американські вчені, за що отримали Нобелівську премію в 1998 році. В лабораторії добувають шляхом взаємодії розведеної нітратної кислоти з міддю при нагріванні. Який об’єм нітроген(ІІ) оксиду можна отримати при взаємодії 6,5 г міді та 13,7 г нітратної кислоти?
Нитроген(II) оксид - химическое соединение, которое играет важную роль в функционировании иммунной системы животных и сердечно-сосудистой системы человека. Обнаружили это американские ученые, за что получили Нобелевскую премию в 1998 году. В лаборатории добывают путем взаимодействия разбавленной нитратной кислоты с медью при нагревании. Какой объем нитроген(II) оксида можно получить при взаимодействии 6,5 г меди и 13,7 г нитратной кислоты?
Ответы
Объяснение:
Для розв'язання цієї задачі необхідно скласти рівняння хімічної реакції між міддю та нітратною кислотою:
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
З рівняння видно, що на 1 моль міді утворюється 1 моль NO2 (нітроген(ІІ) оксиду). Тому для визначення кількості NO2, яку можна отримати, необхідно спочатку визначити, скільки молей міді буде витрачено. Для цього переведемо масу міді у молі, скориставшись її молярною масою:
6,5 г / 63,55 г/моль = 0,102 моль Cu
Далі визначимо, скільки молей HNO3 буде витрачено, виходячи з маси цієї сполуки та її молярної маси:
13,7 г / 63,01 г/моль = 0,217 моль HNO3
Якщо реакція пройде повністю, то кількість NO2 буде дорівнювати 0,102 моль (так, як у даній реакції мідь є обмежуючим реагентом). Для визначення об’єму можна скористатись ідеальним газовим законом:
V = nRT/P
де n – кількість речовини в молях, R – універсальна газова стала (8,31 Дж/(моль·К)), T – температура у Кельвінах, P – тиск у Па.
Для розрахунку обсягу Н2O необхідно знати температуру та тиск у реакційному судині. Припустимо, що ці значення дорівнюють 25 градусів Цельсія (тобто 298 К) та нормальному тиску (101325 Па). Тоді:
V = 0,102 моль × 8,31 Дж/(моль·К) × 298 К / 101325 Па = 2,4 л
Отже, можна отримати 2,4 л NO2.