Какой объем (в миллилитрах) занимал аммиак, сформировавшийся в результате реакции 2,14 г хлорида аммония с гидроксидом

Какой объем (в миллилитрах) занимал аммиак, сформировавшийся в результате реакции 2,14 г хлорида аммония с гидроксидом кальция при температуре 27°C и давлении 95 кПа?
Наталья

Наталья

Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон Гей-Люссака для газов. Этот закон утверждает, что при постоянном объеме и постоянном давлении отношение между объемом газа и его абсолютной температурой является постоянным.

Формула для закона Гей-Люссака выглядит следующим образом:
\[\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}\]
где \(V_1\) и \(V_2\) - начальный и конечный объемы газа соответственно, а \(T_1\) и \(T_2\) - начальная и конечная абсолютные температуры.

Для начала распишем данную реакцию, чтобы определить молярное соотношение между хлоридом аммония и аммиаком:
\[NH_4Cl + Ca(OH)_2 \rightarrow NH_3 + CaCl_2 + 2H_2O\]

Видим, что между хлоридом аммония и аммиаком имеется одинаковый коэффициент стехиометрического уравнения, поэтому молярное соотношение равно 1:1. Это означает, что каждый моль хлорида аммония будет образовывать один моль аммиака.

Теперь можно перейти к решению задачи. Для начала определим количество вещества хлорида аммония, используя его молярную массу. Молярная масса хлорида аммония равна сумме масс атомов его составляющих элементов, которые можно найти в периодической системе элементов:
\[M(NH_4Cl) = M(N) + M(H) \times 4 + M(Cl)\]
\[M(NH_4Cl) = 14.01 \, \text{г/моль} + 1.01 \, \text{г/моль} \times 4 + 35.45 \, \text{г/моль}\]
\[M(NH_4Cl) = 53.49 \, \text{г/моль}\]

Теперь, зная массу хлорида аммония (2,14 г) и его молярную массу, можно найти количество вещества хлорида аммония:
\[n(NH_4Cl) = \frac{m}{M} = \frac{2.14 \, \text{г}}{53.49 \, \text{г/моль}}\]

Полученное значение количества вещества хлорида аммония можно считать также количеством вещества аммиака, образовавшегося в результате реакции. Теперь, чтобы найти объем аммиака, используем идеальный газовый закон, выражая его формулу в виде:
\[PV = nRT\]
где \(P\) - давление газа, \(V\) - его объем, \(n\) - количество вещества газа, \(R\) - универсальная газовая постоянная (которую примем равной 8,314 Дж/(моль·К)), \(T\) - абсолютная температура газа.

Перепишем эту формулу, чтобы найти объем:
\[V = \frac{nRT}{P}\]

Подставим известные значения в данную формулу:
\[V = \frac{(2.14 \, \text{г}) \times (8.314 \, \text{Дж/(моль·К)}) \times (300 \, \text{К})}{95 \, \text{кПа}}\]

Теперь проведем преобразование единиц измерения: 1 г = 1 мл и 1 Дж/(Па) = 1 м^3/(кПа), чтобы получить значение объема в миллилитрах:
\[V = \frac{(2.14 \, \text{г}) \times (8.314 \, \text{Дж/(моль·К)}) \times (300 \, \text{К})}{95 \, \text{кПа}} \times (1 \, \text{г/мл}) \times (1 \, \text{м}^3/(1000 \, \text{л})) \times (1000 \, \text{л/м}^3)\]

Проведя несложные вычисления, получаем окончательный ответ:
\[V = 14.27 \, \text{мл}\]

Таким образом, объем аммиака, сформировавшегося в результате реакции, составляет 14.27 мл при заданных условиях.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello