дано:
объем кислорода (н. у.) = 100 дм3 = 100 л
практический выход кислорода = 92,8 %
массовая доля посторонних примесей = 2,60 %
найти:
массу бертолетовой соли (KClO3), необходимую для получения кислорода.
решение:
1. Рассчитаем теоретический объем кислорода при нормальных условиях:
При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 л.
Количество молей кислорода (O2) можно найти по формуле:
n(O2) = V / 22,4
n(O2) = 100 л / 22,4 л/моль ≈ 4,464 моль
2. Напишем уравнение разложения бертолетовой соли:
2 KClO3 -> 2 KCl + 3 O2
Из уравнения видно, что 2 моль KClO3 дают 3 моль O2. Следовательно, количество молей KClO3, необходимое для получения 4,464 моль O2, можно найти следующим образом:
n(KClO3) = (2/3) * n(O2)
n(KClO3) = (2/3) * 4,464 моль ≈ 2,976 моль
3. Рассчитаем массу бертолетовой соли:
Молярная масса KClO3 = 39,10 + 35,45 + (16,00 * 3) = 122,55 г/моль
m(KClO3) = n(KClO3) * M(KClO3)
m(KClO3) = 2,976 моль * 122,55 г/моль ≈ 364,46 г
4. Теперь учтем практический выход:
Практический выход составляет 92,8 %, следовательно, для получения данной массы KClO3 необходимо больше вещества. Рассчитаем массу бертолетовой соли с учетом выхода:
m(реальная) = m(KClO3) / (выход / 100)
m(реальная) = 364,46 г / (92,8 / 100) ≈ 392,77 г
5. Учитываем массовую долю посторонних примесей:
Если в образце бертолетовой соли 2,60 % посторонних примесей, то:
m(чистый KClO3) = m(реальная) * (1 - 0,026)
m(чистый KClO3) = 392,77 г * 0,974 ≈ 383,43 г
Рассчитаем полную массу бертолетовой соли:
m(берто) = m(чистый KClO3) / (1 - 0,026)
m(берто) = 392,77 г
ответ:
Для получения кислорода объемом 100 дм3 необходимо примерно 392,77 г бертолетовой соли.