Як знайти об’єм водню

Як знайти об'єм водню

Водень — перший елемент таблиці Менделєєва, безбарвний газ. В природі існує у вигляді трьох ізотопів, найпоширеніший з них — проти. Широко застосовується в різних областях промисловості, а також як компонент ракетного палива. Дуже перспективний і в якості автомобільного палива, оскільки продукти згоряння водню не заподіюють шкоди навколишньому середовищу. Часто виникає необхідність визначити, який об’єм водню потрібно для реакції з тим чи іншим речовиною. Як це можна зробити?

Інструкція

  1. Перед вами стоїть наступне завдання: скільки літрів водню знадобиться, щоб провести гідрування 20-и літрів етилену? Тобто, щоб здійснити реакцію: С2Н4 + Н2 = С2Н6.

    Зробіть висновок: і етилен, і водень — гази. Виходячи з рівняння реакції і закону Авогадро ви побачите, що обсяги прореагировавших газів в даному випадку пропорційні їх кількостей. Отже, необхідний обсяг водню такий же, як і обсяг етилену, і дорівнює двадцяти літрів.
  2. Або: визначте який обсяг водню виділиться при взаємодії 2,23 грамів натрію з надлишком соляної кислоти?

    Ви бачите, що кислота була взята у надлишку, значить, реакція пройшла до кінця, тобто було витрачено всю кількість натрію, з утворенням солі — хлориду натрію — і витісненням водню. Запишіть рівняння реакції наступним чином:

    2Na + 2HCl = 2NaCl + H2
  3. Виходячи з коефіцієнтів, а також з того, що 2,23 грама натрію становлять 0,1 моля цієї речовини, зробіть висновок: виділилося 0,05 моля водню. Оскільки, відповідно до закону Авогадро, при нормальних умовах один моль газу займає 22,4 літра, отримаєте відповідь:

    22,4 * 0,05 = 1,12 літра
  4. Знайдіть об’єм, який займає воднем, знаючи його масу. Тут вам на допомогу прийде універсальне рівняння Менделєєва — Клапейрона, що описує стан ідеального газу. Зрозуміло, водень не є ідеальним газом, але при температурах і тиску, не надто відрізняються від нормальних, це рівняння використовуйте в розрахунках. Запишіть його наступним чином:

    PVm = MRT
  5. Шляхом елементарного перетворення, ви отримаєте потрібну формулу:

    V = MRT / Pm, де M — відома нам маса водню, R — універсальна газова стала, Т — температура в градусах Кельвіна, Р — тиск у паскалях, m — молярна маса водню.
  6. Підставляючи у формулу відомі вам величини, отримаєте шуканий результат.