Яким буде об єм карбон 2 оксиду, що згенерується при реакції 1.25 моля хрому 3 оксиду та 40 грамів коксу?

Задача: Який буде об"єм карбону 2 оксиду, що згенерується при реакції 1.25 моля хрому 3 оксиду та 40 грамів коксу?

Для розв"язку цієї задачі, спочатку нам необхідно записати хімічну реакцію, яка відбувається між хром 3 оксидом (Cr2O3) і коксом (С). Згідно зі співвідношенням реакції, яке можна знайти з балансування реакції:

\[Cr2O3 + 3C \rightarrow 2Cr + 3CO2\]

З цього рівняння видно, що одна молекула хрому 3 оксиду реагує з трьома молекулами коксу, формуючи дві молекули карбону 2 оксиду (CO2).

Далі, ми маємо дані про кількість речовини хрому 3 оксиду (1.25 моля) і масу коксу (40 г). Щоб розрахувати кількість карбону 2 оксиду, спочатку розрахуємо кількість речовини коксу в молях.

Для цього нам потрібно використати молярну масу коксу. Молярна маса коксу це маса однієї молекули, виражена в грамах, і дорівнює приблизно 12 г/моль.

Таким чином, ми можемо знайти кількість речовини коксу за допомогою формули:

кількість речовини = маса / молярна маса
кількість речовини коксу = 40 г / 12 г/моль ≈ 3.33 моля

Тепер, використовуючи мольове співвідношення між хром 3 оксидом і карбоном 2 оксиду з рівняння реакції, ми можемо розрахувати кількість карбону 2 оксиду, що утвориться.

За однією молекулою хрому 3 оксиду утворюється дві молекули карбону 2 оксиду. Таким чином, кількість речовини карбону 2 оксиду буде рівна:

кількість речовини CO2 = (кількість речовини Cr2O3) * 2
кількість речовини CO2 = 1.25 моль * 2 = 2.5 моля

Нарешті, щоб знайти об"єм карбону 2 оксиду, ми можемо використовувати формулу об"єму для ідеального газу:

об"єм = кількість речовини * газова стала * температура

Допустимо, для нашого прикладу, що ми маємо стандартні умови температури і тиску (STP), де температура дорівнює 273 К, а газова стала дорівнює 0.0821 л*атм/моль*К.

Тому:

об"єм CO2 = кількість речовини CO2 * газова стала * температура
об"єм CO2 = 2.5 моля * 0.0821 л*атм/моль*К * 273 К ≈ 56 л

Отже, об"єм карбону 2 оксиду, що утворюється при реакції, буде приблизно дорівнювати 56 літров.

Вихідний обчислювальний процес повністю розповсюджений та підтримується на основі хімічних знань та формул. Було розраховано кількість речовини коксу, що реагує з хром 3 оксидом, та отримано кількість карбону 2 оксиду, який утворюється після реакції. Кількість карбону 2 оксиду потім було перетворено в об"єм за допомогою формули ідеального газу з використанням стандартних умов температури і тиску. Отже, об"єм карбону 2 оксиду, що утворюється при реакції, становить близько 56 літрів.