Яка маса натрію спалахнеться, коли розчиниться в воді така ж маса, як при розчиненні літію?

Натрій (Na) і літій (Li) належать до хімічного елемента найменшої активності серед усіх щорічних елементів періодичної таблиці, тому їх в розчині з водою майже повністю окисуються. Для розрахунку маси натрію, яка спалахне при розчиненні в воді, треба враховувати рівняння реакції окиснення натрію.

Реакція окиснення натрію відбувається за рівнянням:
\[2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2\]

З цього рівняння видно, що кожні два атоми натрію утворюють два молекули гідроксиду натрію та виділяють одну молекулу водню. Щоб розрахувати масу натрію, яка спалахне при розчиненні, спочатку треба знайти масу літію, яка розчиняється, а потім використати стехіометрію для порівняння мас натрію й літію.

За умовою задачі маса натрію розчиненого в воді дорівнює масі розчиненого літію. Тож, якщо \( m \) - маса літію, то маса натрію теж \( m \).

Враховуючи стехіометрію реакції, стосовно літію і натрію молекулярні маси відносяться відповідно як
\[\frac{{23}}{{6.94}}\]
Тобто, коефіцієнт мас натрію й літію становить відношення їх молекулярних мас.

Отже, для порівняння відношень мас натрію й літію, ми можемо написати:
\[\frac{{m_{Na}}}{{m_{Li}}} = \frac{{\frac{{23}}{{6.94}} \cdot m_{Na}}}{{m_{Li}}}\]

З умови задачі \(m_{Na} = m_{Li}\), тому:
\[\frac{{m_{Na}}}{{m_{Li}}} = \frac{{\frac{{23}}{{6.94}} \cdot m_{Na}}}{{m_{Na}}} = \frac{{23}}{{6.94}}\]

Замінюючи виразами, маємо:
\[\frac{{m_{Na}}}{{m_{Li}}} = \frac{{23}}{{6.94}}\]

Отже, маса натрію, яка спалахне при розчиненні в воді така ж маса, як при розчиненні літію, буде відноситися до маси розчиненого літію так само як коефіцієнт молекулярних мас, тобто \( \frac{{23}}{{6.94}} \) разів.

Якщо маса літію дорівнює \( m = 1 \, \text{г} \), тоді маса натрію, яка спалахне при розчиненні в воді, буде
\[m_{Na} = \frac{{23}}{{6.94}} \cdot m = \frac{{23}}{{6.94}} \cdot 1 \, \text{г}\]

Підраховуючи, отримаємо:
\[m_{Na} \approx 3.32 \, \text{г}\]

Отже, маса натрію, яка спалахне при розчиненні в воді така ж маса, як при розчиненні літію, становить приблизно 3.32 г.