Сначала давайте разберемся, как записывать уравнения реакций окисления. Оксид азота (2) обозначается как NO, а оксид азота (4) обозначается как NO2. Уравнение реакции окисления NO можно записать следующим образом:
2 NO + O2 -> 2 NO2
Теперь давайте посмотрим на данные, которые нам даны. Мы знаем, что при окислении 17,96 л (н. у.) оксида азота (2) образуется 34,5 г оксида азота (4).
Поскольку газы можно измерять в литрах, можем использовать пропорцию между объемом газа и его количеством вещества. Для этого нам нужно знать условия нормального давления (н.у.), которые равны 1 атмосфере и 22,4 литра на один моль газа.
Используя уравнение реакции окисления, мы видим, что один моль NO оказывается в реакции два моля NO2. Таким образом, можно составить пропорцию:
2 моля NO2 / 2 моля NO = V(NO2) / V(NO)
Где V(NO2) - объем оксида азота (4) и V(NO) - объем оксида азота (2). Мы знаем, что V(NO) = 17,96 л (н. у.).
Теперь найдем количество газа NO2 в молях. Для этого воспользуемся уравнением:
m(NO2) = n(NO2) * M(NO2)
Где m(NO2) - масса оксида азота (4), n(NO2) - количество молей оксида азота (4) и M(NO2) - молярная масса оксида азота (4).
Молярная масса NO2 равна 46 г/моль, поэтому:
m(NO2) = n(NO2) * 46 г/моль
Так как нам дана масса оксида азота (4) - 34,5 г, мы можем найти количество молей NO2:
34,5 г / 46 г/моль = 0,75 моль NO2
Теперь, чтобы найти выход оксида азота (4) в процентах от теоретического, мы должны сравнить количество молей NO2, образовавшегося в реакции, с количеством молей, которое должно было образоваться в идеальном случае (если бы все вышло идеально).
Мы можем сравнить количество молей NO2, которое мы нашли ранее (0,75 моль), с количеством молей, которые могли бы образоваться, если бы обратная реакция, превращающая NO2 обратно в NO, не происходила (такая реакция называется полной окислительно-восстановительной реакцией). Поскольку в нашем уравнении реакции один моль NO образует два моля NO2, то теоретическое количество NO2 равно двукратному количеству молей NO, то есть
n(NO2) = 2 * n(NO).
Таким образом, полное количество молей NO равно половине от 17,96 л (н. у.). То есть:
0,5 * 17,96 л (н. у.) = 8,98 л (н. у.)
Теперь мы можем сравнить количество молей NO2, которое мы нашли, с количеством молей NO2, которые могли бы образоваться в идеальном случае:
0,75 моль NO2 / 8,98 л (н. у.) * 100% = 8,35%
Таким образом, выход оксида азота (4) составляет 8,35% от теоретического количества.
