В 50 мл воды осторожно растворили 46 г металического натрия. Определите объем выделившегося газа и массовую

Объем и массовую долю газа, выделяющегося при растворении металлического натрия в воде, можно рассчитать, используя закон идеального газа и плотность полученного раствора соответственно.

Во-первых, объем газа может быть рассчитан с использованием закона идеального газа:

PV = nRT

где P - давление газа, V - его объем, n - количество молей, R - идеальная газовая постоянная и T - температура. Поскольку температура и давление обычно считаются постоянными (например, при стандартной температуре и давлении или STP, которые равны 0 ° C и 1 атм), мы можем упростить уравнение до:

V = nRT/P

Чтобы рассчитать количество молей, нам нужно знать массу растворенного металлического натрия, которая указана как 46 г. Молярная масса натрия составляет 22,99 г / моль, поэтому мы можем перевести массу в моли:

n = 46 г / 22,99 г/моль = 2,01 моль

Предполагая, что температура и давление находятся на уровне STP (0 ° C и 1 атм), закон идеального газа становится:

V = (2,01 моль) * (8,31 Дж/моль К) * (273,15 К) / (1 атм)

V = 43,8 Л

Таким образом, объем газа, выделяющегося при растворении 46 г натрия в 50 мл воды, составляет приблизительно 43,8 л.

Далее мы можем рассчитать массовую долю полученного раствора, определив общую массу раствора и разделив массу растворенного вещества (натрия) на общую массу:

Массовая доля = (масса растворенного вещества) / (общая масса раствора) = 46 г / (46 г + 50 г) = 46 г / 96 г = 0,479 или 47,9%

Таким образом, массовая доля полученного раствора составляет примерно 47,9%.

46 г Na /23 г/моль = 2 моль Na
2Na +2H2O = 2NaOH + H2
соотношение Na:H2 как 2:1, или с 2 молей Na улетел 1 моль H2 *22,4 л/моль =22,4 л H2
из 2 моль Na, как 1:1, образовалось 2 моля NaOH или 2*(23+17=40)=80 г NaOH
материальный. баланс: 50 г воды + 46 г Na =96 г исходных = 96 г продуктов (закон сохранения вещества)
продукты: 96 г = 80 г NaOH + 2 г H2 (1 моль) + остаток воды
непрореагировавшая вода: 96-80-2=14 г плавает в растворе
[или из исходных 50 г воды прореагировало 36 г (2 моля, как 1:1 к Na) и осталось 14 г, переходящих в конечный раствор]
конечный р-р: 80 г NaOH + 14 г воды =94 г р-ра
концентрация NaOH: 80/94=0,851 г/г = 85,1% масс.