Ποια βάρη των P4O6 και P4O10 θα παράγονται με καύση 31 g p4 σε 32 οξυγόνο που αφήνει ΟΧΙ;
1. Γράψτε τις ισορροπημένες χημικές εξισώσεις
Η καύση του φωσφόρου (P₄) με οξυγόνο μπορεί να παράγει δύο διαφορετικά οξείδια:
* p₄o₆: P₄ + 3o₂ → p₄o₆
* p₄o₁₀: P₄ + 5o₂ → p₄o₁₀
2. Προσδιορίστε τον περιορισμό του αντιδραστηρίου
* moles του p₄: 31 g p₄ / 123.88 g / mol =0.25 mol p₄
* moles του o₂: 32 g o₂ / 32 g / mol =1 mol o₂
Για να βρείτε το περιοριστικό αντιδραστήριο, συγκρίνετε την αναλογία mole των αντιδραστηρίων με την στοιχειομετρική αναλογία σε κάθε αντίδραση:
* για p₄o₆: Η αναλογία του P₄ προς O₂ είναι 1:3. Δεδομένου ότι έχουμε 0,25 mol p₄ και 1 mol o₂, o₂ είναι σε περίσσεια και p₄ είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο.
* για p₄o₁₀: Η αναλογία του P₄ προς O₂ είναι 1:5. Δεδομένου ότι έχουμε 0,25 mol p₄ και 1 mol o₂, o₂ είναι ακόμα σε περίσσεια και το p₄ είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο.
3. Υπολογίστε τη μάζα κάθε προϊόντος
* p₄o₆:
* moles του p₄o₆ παράγονται: 0.25 mol p₄ * (1 mol p₄o₆ / 1 mol p₄) =0.25 mol p₄o₆
* Μάζα του p₄o₆ παράγεται: 0.25 mol p₄o₆ * 219.88 g/mol = 54.97 g
* p₄o₁₀:
* moles του p₄o₁₀ παράγονται: 0.25 mol p₄ * (1 mol p₄o₁₀ / 1 mol p₄) =0.25 mol p₄o₁₀
* Μάζα του p₄o₁₀ παράγεται: 0.25 mol p₄o₁₀ * 283.88 g/mol = 70.97 g
Σημαντική σημείωση: Δεδομένου ότι το O₂ είναι σε περίσσεια, η καύση πιθανότατα θα παράγει ένα μείγμα τόσο του p₄o₆ όσο και του p₄o₁₀. Η πραγματική αναλογία των δύο προϊόντων θα εξαρτηθεί από τις συνθήκες αντίδρασης (θερμοκρασία, πίεση). Οι παραπάνω υπολογισμοί δείχνουν τις μέγιστες ποσότητες κάθε οξειδίου που θα μπορούσε να παραχθεί.
Ως εκ τούτου, η καύση των 31 g του P₄ με 32 g O₂ θα μπορούσε να παράγει μέγιστο 54,97 g p₄o₆ και 70,97 g p₄o₁₀.
