Какой процент от теоретически возможного выхода газа рассчитывается при обжиге 40 граммов сульфида меди и получении

Для решения этой задачи, нам понадобится знать химическое уравнение реакции обжига сульфида меди, CuS, который разлагается на металлическую медь, Cu, и диоксид серы, SO₂, при нагревании:

\[2CuS \rightarrow 2Cu + SO₂\]

Сначала определим количество газа, образующегося при данной реакции, при стандартных условиях. Для этого воспользуемся законом газовой стехиометрии.

1) Найдем молярную массу сульфида меди. Молярная масса меди, Cu, равна примерно 63,5 г/моль, а молярная масса серы, S, равна примерно 32,1 г/моль. Следовательно, молярная масса сульфида меди составляет 95,6 г/моль.

2) Теперь выразим количество вещества сульфида меди (n) в молях, зная его массу (м) и молярную массу (M):

\[n = \frac{м}{М}\]

\[n = \frac{40 \, \text{г}}{95,6 \, \text{г/моль}} \approx 0,419 \, \text{моль}\]

3) В соответствии с законом стехиометрии, каждые 2 моля сульфида меди соответствуют 1 молю диоксида серы. Поэтому количество молей диоксида серы (n₂) будет равно половине количества молей сульфида меди:

\[n₂ = \frac{n}{2} = \frac{0,419 \, \text{моль}}{2} = 0,209 \, \text{моль}\]

4) Зная количество молей диоксида серы, можем выразить объем газа (V) при стандартных условиях, используя следующее соотношение:

\[V = n₂ \times V_m \]

где \( V_m \) - молярный объем газа при стандартных условиях, равный около 22,4 л/моль.

\[V = 0,209 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 4,68 \, \text{л}\]

Таким образом, количество газа, образующегося при реакции обжига, составляет примерно 4,68 литра.

Теперь нам необходимо рассчитать процент от теоретического выхода газа. Для этого воспользуемся следующей формулой:

\[ \text{Процент выхода} = \frac{V_{\text{факт}}}{V_{\text{теор}}} \times 100\% \]

где \( V_{\text{факт}} \) - фактический объем газа, мы его уже знаем (4,48 л), а \( V_{\text{теор}} \) - теоретический объем газа (4,68 л), который мы рассчитали ранее.

Подставив значения в формулу, получаем:

\[ \text{Процент выхода} = \frac{4,48 \, \text{л}}{4,68 \, \text{л}} \times 100\% \approx 95,7\% \]

Таким образом, процент теоретического выхода газа при обжиге 40 граммов сульфида меди и получении 4,48 литра газа (нормальные условия) составляет около 95,7%.