Какой объем водорода при 5 градусах Цельсия и давлении 106,6 кпа будет высвобожден при реакции 0,449 г металла

Давайте решим эту задачу по шагам.

Шаг 1: Запишем химическое уравнение реакции металла с соляной кислотой: \(M + 2HCl \rightarrow MCl_2 + H_2\), где \(M\) - металл (неизвестное вещество), \(HCl\) - соляная кислота, \(MCl_2\) - хлорид металла, \(H_2\) - водород.

Шаг 2: Вычислим количество вещества металла, заданного в условии задачи. Мы знаем, что масса металла составляет 0,449 г, а его эквивалентная масса равна 8,99 г/моль. Чтобы найти количество вещества металла, мы разделим его массу на эквивалентную массу: \[n = \frac{{0,449 \, \text{г}}}{{8,99 \, \text{г/моль}}} = 0,05 \, \text{моль}\]

Шаг 3: Используя химическое уравнение реакции, мы видим, что на каждый моль металла выделяется 1 моль водорода. Значит, количество водорода выделяющегося при реакции также равно 0,05 моль.

Шаг 4: Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, чтобы вычислить объем водорода. У нас есть следующие известные данные: температура (5 градусов Цельсия) и давление (106,6 кпа). Преобразуем температуру в кельвины, добавив 273,15: \(T = 5 + 273,15 = 278,15 \, \text{K}\). Теперь используем уравнение состояния идеального газа: \[PV = nRT\], где \(P\) - давление, \(V\) - объем, \(n\) - количество вещества, \(R\) - универсальная газовая постоянная (\(0,0821 \, \text{атм} \cdot \text{л/моль} \cdot \text{K}\)), \(T\) - температура в кельвинах.

Шаг 5: Подставим известные значения в уравнение состояния идеального газа: \[V \cdot 106,6 \, \text{кПа} = 0,05 \, \text{моль} \cdot 0,0821 \, \text{атм} \cdot \text{л/моль} \cdot 278,15 \, \text{K}\]

Шаг 6: Переведем давление в атмосферы, разделив его на 101,3 (1 кПа = 101,3 атм): \[V \cdot 1,05 \, \text{атм} = 0,05 \, \text{моль} \cdot 0,0821 \, \text{атм} \cdot \text{л/моль} \cdot 278,15 \, \text{K}\]

Шаг 7: Упростим уравнение, разделив обе части на 0,05 атм: \[V = \frac{{0,05 \, \text{моль} \cdot 0,0821 \, \text{атм} \cdot \text{л/моль} \cdot 278,15 \, \text{K}}}{{1,05 \, \text{атм}}} \approx 1,14 \, \text{л}\]

Ответ: Объем водорода, высвобожденного при реакции, составляет приблизительно 1,14 литра.