Вопрос школьника
При разложении перманганата калия образовалось 8,96 л кислорода (измерено при н. у.). Сколько граммов перманганата вступило в реакцию?
Ответ от учителя
Перманганат калия (KMnO4) при разложении выделяет кислород (O2) по следующей реакции:
2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + 3O2
Из уравнения видно, что на каждые 2 моля KMnO4 выделяется 3 моля O2. Таким образом, чтобы вычислить количество KMnO4, необходимо знать количество молей O2, которое было выделено при разложении.
Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
V = nRT/P
где V — объем газа, n — количество молей газа, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа в Кельвинах, P — давление газа.
При нормальных условиях (н. у.) давление равно 1 атмосфере, температура 273 Кельвина, а универсальная газовая постоянная R равна 0,0821 л·атм/(моль·К).
Таким образом, количество молей O2 можно вычислить по формуле:
n = PV/RT
где P = 1 атм, V = 8,96 л, T = 273 К, R = 0,0821 л·атм/(моль·К).
n = (1 атм)·(8,96 л)/(0,0821 л·атм/(моль·К)·273 К) ≈ 0,36 моль
Так как на каждые 2 моля KMnO4 выделяется 3 моля O2, то количество молей KMnO4, вступивших в реакцию, равно:
n(KMnO4) = (2/3)·n(O2) ≈ 0,24 моль
Молярная масса KMnO4 равна 158 г/моль, поэтому масса KMnO4, вступившего в реакцию, равна:
m(KMnO4) = n(KMnO4)·M(KMnO4) ≈ 38 г
Ответ: в реакции вступило около 38 г перманганата калия.
