Στην έκρηξη ενός μπαλονιού γεμάτου με υδρογόνο 0,90 g αντέδρασε με 7,2 οξυγόνο για να σχηματίσει πόσα γραμμάρια υδρατμών;

Η ισορροπημένη χημική εξίσωση για την αντίδραση μεταξύ υδρογόνου και οξυγόνου για να σχηματίσει νερό είναι:

$$ 2H_2 (g) + o_2 (g) → 2h_2o (g) $$

Η μοριακή μάζα υδρογόνου ($ H_2 $) είναι 2,016 g/mol και η μοριακή μάζα οξυγόνου ($ O_2 $) είναι 32,00 g/mol. Η μοριακή μάζα νερού ($ H_2O $) είναι 18,02 g/mol.

Για να προσδιορίσουμε το περιοριστικό αντιδραστήριο, πρέπει να συγκρίνουμε τον αριθμό των γραμμομορίων υδρογόνου και οξυγόνου που διατίθενται για την αντίδραση.

Πρώτον, μετατρέπουμε τις δεδομένες μάζες υδρογόνου και οξυγόνου σε moles:

$$ moles \ space του \ space h_2 =\ frac {0.90 \ space g} {2.016 \ space g/mol} =0.447 \ space mol $$

$$ moles \ space του \ space o_2 =\ frac {7.2 \ space g} {32.00 \ space g/mol} =0.225 \ space mol $$

Συγκρίνοντας τον αριθμό των γραμμομορίων υδρογόνου και οξυγόνου, διαπιστώνουμε ότι το υδρογόνο είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο επειδή υπάρχει σε μικρότερη ποσότητα σε σύγκριση με το οξυγόνο.

Επομένως, όλο το υδρογόνο θα αντιδράσει και η ποσότητα παραγόμενων υδρατμών θα καθοριστεί από την ποσότητα του υδρογόνου που είναι διαθέσιμη.

Σύμφωνα με την ισορροπημένη χημική εξίσωση, 2 γραμμομονείς υδρογόνου παράγουν 2 γραμμομορείς νερού. Έτσι, 0,447 moles υδρογόνου θα παράγουν:

$$ moles \ space του \ space h_2o =0.447 \ space mol \ spaceh_2 \ times \ frac {2 \ space mol \ space h_2o} {2 \ space mol \ space h_2} =0.447 \ space mol \ space h_2o $$

Τέλος, μετατρέπουμε τα κομμάτια του υδρατμού πίσω σε γραμμάρια:

$$ μάζα \ χώρος \ space h_2o =0.447 \ space mol \ times 18.02 \ space g/mol =8.05 \ space g $$

Ως εκ τούτου, 8.05 γραμμάρια υδρατμών θα σχηματίζονται στην έκρηξη του γεμισμένου με υδρογόνο μπαλόνι.