Расчёт чистоты вещества по объёму газа
Расчёт чистоты вещества по объёму газа — это способ определить, какая часть образца является чистым реагентом, если при его реакции выделяется измеряемый объём газа. Сначала по объёму газа находят количество вещества чистого реагента, затем его массу и массовую долю в образце.
Основная формула
Пусть \(m_{обр}\) — масса образца, \(V_{газа}\) — объём выделившегося газа, \(V_m\) — молярный объём газа, а по уравнению реакции \(\nu(X)\) моль чистого вещества \(X\) образуют \(\nu(газа)\) моль газа. Тогда количество вещества газа находят как \(n(газа)=\frac{V_{газа}}{V_m}\).
Массовая доля примесей равна \(w(примесей)=100\%-w(X)\). Если газ измерен при н.у., обычно используют \(V_m=22{,}4\ л/моль\); при других условиях молярный объём должен соответствовать этим условиям.
Образец известняка массой 10 г обработали соляной кислотой. Выделилось 1,12 л \(\mathrm{CO_2}\) при н.у. Реакция: \(\mathrm{CaCO_3+2HCl\rightarrow CaCl_2+H_2O+CO_2}\). \(n(\mathrm{CO_2})=1{,}12/22{,}4=0{,}05\) моль, поэтому \(n(\mathrm{CaCO_3})=0{,}05\) моль. Масса чистого \(\mathrm{CaCO_3}\) равна \(0{,}05\cdot100=5\) г. Чистота образца: \(5/10\cdot100\%=50\%\), содержание примесей — 50 %.
Чистота вещества — это массовая доля полезного компонента, а не объёмная доля газа. Сначала вычисляют массу чистого вещества по теоретическому объёму газа или непосредственно по данному объёму, затем делят её на массу образца. Формулы для массовой доли примесей дают взаимодополняющие величины.
В реакции 1 моль вещества образует 2 моль газа. Если выделилось 0,4 моль газа, сколько молей чистого вещества прореагировало?
Главное
- По уравнению реакции установите соотношение между газом и чистым веществом.
- Переведите объём газа в количество вещества, затем найдите массу чистого компонента.
- Чистота образца — это массовая доля чистого вещества; доля примесей равна 100 % минус чистота.