Πόσα λίτρα νερού μπορούν να κατασκευαστούν από αέριο οξυγόνου 5 L και περίσσεια υδρογόνου;

Εδώ είναι πώς να λύσετε αυτό το πρόβλημα:

1. Ισορροπημένη χημική εξίσωση

Η αντίδραση μεταξύ οξυγόνου και υδρογόνου για σχηματισμό νερού είναι:

2 h₂ + o₂ → 2 h₂o

2. Αναλογίες μολύβδου

Η ισορροπημένη εξίσωση μας λέει ότι 1 mole του οξυγόνου (O₂) αντιδρά με 2 γραμμομονείς υδρογόνου (H₂) για να παράγουν 2 γραμμομορείς νερού (H₂O).

3. Ιδανικός νόμος αερίου

Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον ιδανικό νόμο για το φυσικό αέριο για να συσχετίσουμε τον όγκο του αερίου οξυγόνου με τον αριθμό των κροταλιών:

PV =NRT

Οπου:

* P =πίεση (θα υποθέσουμε τυπική πίεση)

* V =όγκος (5 L)

* n =αριθμός moles (αυτό που θέλουμε να βρούμε)

* R =Ιδανική σταθερά αερίου (0.0821 L · atm/mol · k)

* T =θερμοκρασία (θα υποθέσουμε τυπική θερμοκρασία)

4. Υπολογισμοί

* Βρείτε τα moles οξυγόνου: Αναδιατάξτε τον ιδανικό νόμο περί αερίου, n =PV/RT. Υποθέτοντας την τυπική θερμοκρασία (273 K) και την πίεση (1 atm), παίρνουμε:

n (o₂) =(1 atm * 5 l) / (0,0821 l · atm / mol · k * 273 k) ≈ 0,224 moles o₂

* Βρείτε τη μόρια νερού: Από την ισορροπημένη εξίσωση, 1 mole του O₂ παράγει 2 moles του H₂O. Επομένως:

n (h₂o) =0,224 moles o₂ * (2 moles h₂o / 1 mole o₂) ≈ 0,448 moles h₂o

* Βρείτε όγκο νερού: Δεδομένου ότι η πυκνότητα του νερού είναι περίπου 1 kg/L, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη μοριακή μάζα νερού (18 g/mol) για να μετατρέψουμε τα λίτρα σε λίτρα:

Όγκος (H₂O) =0,448 moles h₂o * (18 g/mol) * (1 L/1000 g) ≈ 0.008 l

Ως εκ τούτου, περίπου 0,008 λίτρα νερού μπορούν να κατασκευαστούν από 5 λίτρα αερίου οξυγόνου και περίσσεια υδρογόνου.