Теоретический объём газа
Теоретический объём газа — это объём газообразного продукта, который должен образоваться по расчёту, если реакция протекает полностью и без потерь. Его находят по количеству исходного вещества и коэффициентам уравнения реакции.
Как выполняют расчёт
Сначала составляют и уравнивают реакцию. Затем определяют количество вещества известного реагента: по массе, объёму раствора, объёму газа или другим данным. По соотношению коэффициентов находят количество вещества газообразного продукта, а затем переводят его в объём. Полезно повторить общий порядок расчётов по уравнению реакции с газами.
Здесь \(V_{\text{теор}}\) — теоретический объём газа, \(n_{\text{газа}}\) — его количество вещества, а \(V_m\) — молярный объём газа. При одинаковых температуре и давлении объёмы газов относятся так же, как коэффициенты в уравнении реакции.
Рассчитаем теоретический объём водорода при взаимодействии \(2\) моль цинка с избытком соляной кислоты: \(\mathrm{Zn + 2HCl -> ZnCl_2 + H_2}\). По уравнению \(1\) моль цинка образует \(1\) моль водорода, значит, \(n(\mathrm{H_2})=2\) моль. При н. у. \(V_m=22{,}4\ \text{л/моль}\), поэтому \(V_{\text{теор}}(\mathrm{H_2})=2\cdot22{,}4=44{,}8\) л.
Теоретический объём не учитывает потери и неполное протекание реакции. Фактический объём обычно меньше: \(V_{\text{факт}}=V_{\text{теор}}\cdot\frac{\eta}{100\%}\), где \(\eta\) — выход продукта. Если в условии даны примеси или выход, сначала учитывают их, а затем находят объём.
При разложении \(2\) моль вещества образуется \(3\) моль газа. Какой объём газа получится при н. у.?
Главное
- Теоретический объём — расчётный объём газа при полном протекании реакции.
- Количество газа находят по коэффициентам уравнения, затем используют \(V=nV_m\).
- Выход, примеси и потери учитывают отдельно: они изменяют фактический объём.