Какой объем кислорода потребуется для полного взаимодействия с 135 граммами алюминия содержащего 20 процентов примесей если в результате реакции образуется оксид алюминия (реакция соединения)?
Перед тем, как начать решать задачу, давайте разберемся в некоторых понятиях.
1. Объем. Объем - это мера занимаемого пространства. В данной задаче будем измерять объем в литрах (л).
2. Процентное содержание примесей. В данной задаче говорится, что алюминий содержит 20% примесей. Это значит, что 100% - 20% = 80% составляет сам алюминий.
Теперь перейдем к решению задачи.
1. Запишем химическую реакцию взаимодействия алюминия и кислорода:
4Al + 3O2 -> 2Al2O3
2. Найдем молярную массу алюминия (Al) и молярную массу оксида алюминия (Al2O3). Молярная масса - это масса одного моля вещества. Для этого используем периодическую систему элементов:
Молярная масса Al = 26.98 г/моль
Молярная масса Al2O3 = 101.96 г/моль
3. Найдем количество молей алюминия в 135 г. Для этого разделим массу алюминия на его молярную массу:
Количество молей Al = масса Al / молярная масса Al
= 135 г / 26.98 г/моль
≈ 5 моль
4. Из уравнения реакции видно, что для полного взаимодействия с 4 молями алюминия (4Al) требуется 3 моля кислорода (3O2). Следовательно, для полного взаимодействия с 5 молями алюминия требуется:
Количество молей O2 = (количество молей Al / 4) * 3
= (5 моль / 4) * 3
≈ 3.75 моль
5. Теперь используем уравнение состояния идеального газа, чтобы найти объем кислорода. Объем идеального газа (V) зависит от количества молей (n), а также от температуры (T) и давления (P). Поскольку эти параметры не заданы в задаче, предположим, что реакция происходит при нормальных условиях - комнатной температуре (около 25°C) и давлении (около 1 атмосферы).
Идеальный газный закон: V = (n * R * T) / P
Где:
V - объем газа (который мы и ищем),
n - количество молей газа (3.75 моль),
R - универсальная газовая постоянная (R = 0.0821 л * атм / моль * К),
T - температура (примем 25°C = 298 К),
P - давление (примем 1 атм).
Подставим значения в формулу:
V = (3.75 моль * 0.0821 л * атм / моль * К * 298 К) / 1 атм
≈ 7.35 л
Ответ: Чтобы полностью взаимодействовать с 135 г алюминия (содержащего 20% примесей), потребуется около 7.35 литров кислорода.
Перед тем, как начать решать задачу, давайте разберемся в некоторых понятиях.
1. Объем. Объем - это мера занимаемого пространства. В данной задаче будем измерять объем в литрах (л).
2. Процентное содержание примесей. В данной задаче говорится, что алюминий содержит 20% примесей. Это значит, что 100% - 20% = 80% составляет сам алюминий.
Теперь перейдем к решению задачи.
1. Запишем химическую реакцию взаимодействия алюминия и кислорода:
4Al + 3O2 -> 2Al2O3
2. Найдем молярную массу алюминия (Al) и молярную массу оксида алюминия (Al2O3). Молярная масса - это масса одного моля вещества. Для этого используем периодическую систему элементов:
Молярная масса Al = 26.98 г/моль
Молярная масса Al2O3 = 101.96 г/моль
3. Найдем количество молей алюминия в 135 г. Для этого разделим массу алюминия на его молярную массу:
Количество молей Al = масса Al / молярная масса Al
= 135 г / 26.98 г/моль
≈ 5 моль
4. Из уравнения реакции видно, что для полного взаимодействия с 4 молями алюминия (4Al) требуется 3 моля кислорода (3O2). Следовательно, для полного взаимодействия с 5 молями алюминия требуется:
Количество молей O2 = (количество молей Al / 4) * 3
= (5 моль / 4) * 3
≈ 3.75 моль
5. Теперь используем уравнение состояния идеального газа, чтобы найти объем кислорода. Объем идеального газа (V) зависит от количества молей (n), а также от температуры (T) и давления (P). Поскольку эти параметры не заданы в задаче, предположим, что реакция происходит при нормальных условиях - комнатной температуре (около 25°C) и давлении (около 1 атмосферы).
Идеальный газный закон: V = (n * R * T) / P
Где:
V - объем газа (который мы и ищем),
n - количество молей газа (3.75 моль),
R - универсальная газовая постоянная (R = 0.0821 л * атм / моль * К),
T - температура (примем 25°C = 298 К),
P - давление (примем 1 атм).
Подставим значения в формулу:
V = (3.75 моль * 0.0821 л * атм / моль * К * 298 К) / 1 атм
≈ 7.35 л
Ответ: Чтобы полностью взаимодействовать с 135 г алюминия (содержащего 20% примесей), потребуется около 7.35 литров кислорода.