Do tego samego pojemnika...- Zadanie 173: Chemia Zbiór zadań maturalnych. Część 1

Rozwiązanie

Rozwiązanie:

Zaczynamy od ułożenia równań reakcji:

$2 Na + 2 H X_{2} O 2 NaOH + H X_{2}$

$NaH + H X_{2} O NaOH + H X_{2}$

$Na X_{2} O + H X_{2} O 2 NaOH$

Sumując te równania w jedno otrzymamy:

$2 Na + NaH + Na X_{2} O + 4 H X_{2} O 5 NaOH + 2 H X_{2}$

Stechiometrycznie sód, wodorek sodu i tlenek sodu reagują w stosunku molowym 2:1:1, czyli łącznie reagują 4 mole tych substancji dając 5 moli NaOH.

Liczymy jaka łączna ilość moli tych substancji pozwoli na otrzymanie 0,051 mola wodorotlenku sodu:

$4 mol - 5 mol_{N a O H}$

$n - 0, 051 mol_{N a O H}$

$n = \frac{0 , 051 \cdot 4}{5} = 0, 04 mol$

Na łączną ilość reagujących 0,04 mola składa się x moli Na, y moli NaH oraz z moli Na₂O, czyli:

$x + y + z = 0, 04 mol$

Nas najbardziej interesuje liczba moli sodu, czyli x.

Podane w zadaniu stosunki masowe przeliczamy na stosunki molowe.

$m_{N a} : m_{N a H} : m_{N a_{2} O} = 1 : 2 : 4$ z tego wynika, że:

$\frac{m _{N a}}{m _{N a H}} = \frac{1}{2}$ czyli $2 \cdot m_{N a} = m_{N a H}$ oraz

$m_{N a} : m_{N a_{2} O} = 1 : 4$ czyli $4 \cdot m_{N a} = m_{N a_{2} O}$

Masa każdej z tych substancji jest iloczynem ilości jej moli i jej masy molowej. Masy molowe tych substancji to

$M_{N a} = 23 \frac{g}{m o l}$

$M_{N a H} = 24 \frac{g}{m o l}$

$M_{N a_{2} O} = 62 \frac{g}{m o l}$

Zatem $m_{N a} = 23 \cdot x$ , $m_{N a H} = 24 \cdot y$ , $m_{N a_{2} O} = 62 \cdot z$

Podstawiając te wartości do stosunków masowych otrzymujemy:

$2 \cdot m_{N a} = m_{N a H} \Rightarrow 2 \cdot 23 x = 24 y \Rightarrow y = 1, 92 x$

$4 \cdot m_{N a} = m_{N a_{2} O} \Rightarrow 4 \cdot 23 x = 62 z \Rightarrow z = 1, 48 x$

Jeśli podstawimy to teraz do wyznaczonego wcześniej równania na łączną ilość reagujących moli, możemy obliczyć ile moli sodu użyto w doświadczeniu:

$x + y + z = 0, 04$

$x + 1, 92 x + 1, 48 x = 0, 04$

$4, 4 x = 0, 04 / : 4, 4$

$x = 0, 009 mol$

Liczymy masę użytego w reakcji sodu:

$m_{N a} = M_{N a} \cdot x = 23 \frac{g}{m o l} \cdot 0, 009 mol = 0, 2 g$

Odpowiedź: W doświadczeniu użyto 0,2 g sodu.

Anna Szewczyk

Nauczycielka chemii

Tutaj pojawi się lista Twoich książek

Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.