Номер 6, страница 104 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

6. Какой объём газа (в литрах) выделился, если на 3,6 г глицерина подействовали металлическим натрием, взятым в избытке (н. у.)?

Дано:

$m(C_3H_8O_3) = 3,6 \text{ г}$

Металлический натрий ($Na$) взят в избытке.

Условия нормальные (н. у.).

Найти:

$V(\text{газа}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия глицерина с избытком металлического натрия. Глицерин, или пропан-1,2,3-триол ($C_3H_5(OH)_3$), является трехатомным спиртом. При взаимодействии с активными металлами, такими как натрий, происходит замещение атомов водорода гидроксильных групп на атомы металла. Поскольку натрий взят в избытке, в реакцию вступают все три гидроксильные группы. В результате реакции образуется глицерат натрия и выделяется газообразный водород ($H_2$):

$2C_3H_5(OH)_3 + 6Na \rightarrow 2C_3H_5(ONa)_3 + 3H_2 \uparrow$

Из уравнения реакции следует, что выделившийся газ – это водород.

2. Рассчитаем молярную массу глицерина ($C_3H_8O_3$). Используем округленные относительные атомные массы: $Ar(C)=12$, $Ar(H)=1$, $Ar(O)=16$.

$M(C_3H_8O_3) = 3 \cdot Ar(C) + 8 \cdot Ar(H) + 3 \cdot Ar(O) = 3 \cdot 12 + 8 \cdot 1 + 3 \cdot 16 = 36 + 8 + 48 = 92 \text{ г/моль}$.

3. Найдем количество вещества (химическое количество) глицерина массой 3,6 г:

$\nu(C_3H_8O_3) = \frac{m(C_3H_8O_3)}{M(C_3H_8O_3)} = \frac{3,6 \text{ г}}{92 \text{ г/моль}} \approx 0,03913 \text{ моль}$.

4. По уравнению реакции определим количество вещества выделившегося водорода. Из стехиометрических коэффициентов видно, что из 2 моль глицерина образуется 3 моль водорода. Составим соотношение:

$\nu(H_2) = \frac{3}{2} \cdot \nu(C_3H_8O_3) = \frac{3}{2} \cdot \frac{3,6}{92} \text{ моль} = \frac{5,4}{92} \text{ моль} \approx 0,0587 \text{ моль}$.

5. Рассчитаем объем водорода, выделившегося при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объем любого идеального газа ($V_m$) равен 22,4 л/моль.

$V(H_2) = \nu(H_2) \cdot V_m = \frac{5,4}{92} \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = \frac{120,96}{92} \text{ л} \approx 1,3148 \text{ л}$.

Округлим результат до трех значащих цифр, получим $V(H_2) \approx 1,31 \text{ л}$.

Ответ: $1,31 \text{ л}$.