Какой объем (при обычных условиях) водорода будет выделяться при реакции избытка магния с 200 г 15% раствора

Чтобы решить данную задачу, давайте начнем с записи химического уравнения для реакции магния (Mg) с аминоуксусной кислотой (CH3COOH):

\[2Mg + 2CH3COOH \rightarrow 2CH3COO^- + H2 + Mg^{2+}\]

Из уравнения видно, что каждые 2 молекулы магния реагируют с 2 молекулами аминоуксусной кислоты, образуя 2 молекулы уксусного иона (CH3COO^-), 1 молекулу водорода (H2) и 1 молекулу иона магния (Mg^{2+}).

У нас дано, что раствор аминоуксусной кислоты является 15%-ным и его масса составляет 200 г. Используя это, мы можем вычислить количество вещества кислоты, которое присутствует в растворе.

Сначала найдем массовую долю аминоуксусной кислоты в растворе.
Массовая доля вычисляется по формуле:

\[Массовая\ доля = \frac{Масса\ кислоты}{Масса\ раствора} \times 100\%\]

Таким образом, массовая доля аминоуксусной кислоты равна:

\[Массовая\ доля = \frac{15\%}{100\%} = 0.15\]

Затем мы можем найти массу аминоуксусной кислоты в растворе, используя данную массу раствора:

\[Масса\ кислоты = Массовая\ доля \times Масса\ раствора\]

\[Масса\ кислоты = 0.15 \times 200\ г = 30\ г\]

Перейдем теперь к вычислению количества вещества магния в реакции. Для этого нам понадобится молярная масса магния (24 г/моль).

Чтобы найти количество вещества магния в реакции, используем формулу:

\[Количество\ вещества = \frac{Масса}{Молярная\ масса}\]

\[Количество\ вещества\ магния = \frac{200\ г}{24\ г/моль} = 8.33\ моль\]

Теперь мы можем использовать коэффициенты перед магнием и водородом в химическом уравнении для определения соотношения между ними. В уравнении мы видим, что 2 молекулы магния дают 1 молекулу водорода.

Таким образом, количество вещества водорода будет равно половине количества вещества магния в реакции.

\[Количество\ вещества\ водорода = \frac{1}{2}\times Количество\ вещества\ магния = \frac{1}{2}\times 8.33\ моль = 4.165\ моль\]

Для расчета объема водорода, который выделяется при реакции, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:

\[V = nRT/P\]

Где \(V\) - объем газа, \(n\) - количество вещества газа, \(R\) - универсальная газовая постоянная (0.0821 л моль / К), \(T\) - температура в Кельвинах и \(P\) - давление в атмосферах.

В нашем случае, при обычных условиях (нормальное давление и комнатная температура), давление равно 1 атмосфере, а температура примерно равна 298 К. Подставим значения в уравнение:

\[V = 4.165\ моль \times 0.0821\ \frac{л\cdot моль}{К} \times 298\ К / 1\ атмосфера \approx 103.11\ л\]

Итак, ожидаемый объем водорода, выделяющегося при реакции избытка магния с 200 г 15% раствора аминоуксусной кислоты, составляет около 103.11 литрова при обычных условиях.