Question

При взаимодействии 6,4 г металла с водой выделилось 1,9 л водорода, измеренного при 21°С и давлении 104,5 кПа. Найдите молярную массу эквивалента металла​

Answer 1

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся следующие данные:
- количество водорода, выделившегося при взаимодействии металла с водой (1,9 л);
- масса металла, взаимодействующего с водой (6,4 г);
- температура (21°C);
- давление (104,5 кПа).

Шаг 1: Определите количество вещества водорода (n) с помощью уравнения состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, R - универсальная газовая постоянная и T - температура в Кельвинах.

Для начала, переведем температуру из градусов Цельсия в Кельвины. Формула для этого: T(K) = T(°C) + 273,15.
T(K) = 21°C + 273,15 = 294,15 K.

Далее, переведем объем водорода из литров в моль. Для этого воспользуемся молярным объемом идеального газа при нормальных условиях (0°C и 1 атм). Молярный объем идеального газа при нормальных условиях примерно равен 22,4 л/моль.
n(моль) = V(л) / Vм(л/моль).
n(моль) = 1,9 л / 22,4 л/моль ≈ 0,085 моль.

Шаг 2: Определите количество вещества металла (n) с помощью молярного соотношения между водородом и металлом. Если уравнение реакции неизвестно, мы не можем точно определить его стехиометрию. Поэтому назначим этот коэффициент как "х".

Водород (H2) и металл (M) взаимодействуют:
M + xH2 → MHx,

где MHx - это химическая формула металлического гидрида.

Исходя из молярного соотношения, получаем:
n(моль H2) = n(моль M) * x.

Мы уже знаем количество вещества водорода - 0,085 моль. Подставим данные в уравнение:
0,085 моль = n(моль M) * x.

Шаг 3: Определите массу эквивалента металла (M) с помощью формулы:
M(эквивалент) = m(металла) / n(моль M),

где m(металла) - масса металла, выраженная в граммах (6,4 г в нашем случае).

Мы уже знаем количество вещества металла - n(моль M). Подставим данные в уравнение:
M(эквивалент) = 6,4 г / n(моль M).

Шаг 4: Рассчитайте молярную массу эквивалента металла с помощью формулы:
M(эквивалент) = Mолярная масса M / x.

Мы получили массу эквивалента металла и знаем мольное соотношение между металлом и водородом (x). Подставим данные в уравнение:
M(эквивалент) = Mолярная масса M / x.

Таким образом, для решения задачи нам необходимо знать значение коэффициента "x" в химическом уравнении реакции взаимодействия металла с водородом. Без этого значения мы не можем рассчитать молярную массу эквивалента металла.