дано:
- объем кислорода (O2) = 15 л
- температура = 22 °C = 22 + 273 = 295 K
- давление = 96 кПа = 96,000 Па
найти:
- масса бертолетовой соли (KClO3), содержащей такое количество кислорода
решение:
1. Используем уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT
где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная (R = 8.31 Дж/(моль·К)), T - температура в Кельвинах.
2. Сначала найдем количество вещества кислорода (n):
n = PV / RT
n = (96,000 Па * 15 л) / (8.31 Дж/(моль·К) * 295 K)
Объем переводим в м³:
15 л = 0.015 м³
Теперь подставляем значения:
n = (96,000 * 0.015) / (8.31 * 295)
n ≈ 0.060 моль
3. По уравнению реакции разложения бертолетовой соли можно определить, сколько кислорода выделяется:
2KClO3 → 2KCl + 3O2
Из уравнения видно, что 2 моль KClO3 дает 3 моль O2. Следовательно, для получения 0.060 моль O2 требуется:
n(KClO3) = (2/3) * n(O2)
n(KClO3) = (2/3) * 0.060 моль ≈ 0.040 моль
4. Молярная масса бертолетовой соли (KClO3) равна:
M(KClO3) = 39.10 + 35.45 + 3*16.00 = 122.55 г/моль
5. Теперь вычислим массу KClO3:
m(KClO3) = n(KClO3) * M(KClO3)
m(KClO3) = 0.040 моль * 122.55 г/моль ≈ 4.90 г
ответ:
- масса бертолетовой соли KClO3, содержащая количество кислорода, которое заняло бы объем 15 л при данных условиях ≈ 4.90 г