Вопрос школьника
Унаслідок взаємодії метану з хлором, за сильного освітлення, утворився тетрахлорометан і гідроген хлорид об’ємом 164 л (н. у.). Обчисліть об’єми вихідних речовин
Ответ от учителя
Для розв’язання цієї задачі необхідно скористатися законом Дальтона про об’ємну суму газів. Згідно з цим законом, об’єм суміші газів дорівнює сумі об’ємів окремих газів, які брали участь у реакції.
Отже, об’єм метану, який брав участь у реакції, можна визначити за формулою:
V(CH4) = V(CCl4) + V(HCl)
де V(CH4) — об’єм метану, V(CCl4) — об’єм тетрахлорометану, V(HCl) — об’єм гідроген хлориду.
Підставляємо в формулу відомі значення:
V(CH4) = 164 л + V(CHCl3)
Для того, щоб знайти об’єм метану, необхідно знайти об’єм тетрахлорометану. Для цього скористаємося законом Лавуазьє про збереження маси речовин у реакції. Згідно з цим законом, маса продуктів реакції дорівнює масі вихідних речовин.
Молярна маса метану (CH4) дорівнює 16 г/моль, а молярна маса тетрахлорометану (CCl4) дорівнює 154 г/моль. Отже, маса тетрахлорометану, який утворився, може бути визначена за формулою:
m(CCl4) = (V(CCl4) * M(CCl4)) / 1000
де M(CCl4) — молярна маса тетрахлорометану.
Підставляємо в формулу відомі значення:
m(CCl4) = (164 л * 154 г/моль) / 1000 = 25,256 г
Так як маса тетрахлорометану дорівнює масі метану, який брав участь у реакції, то можна записати:
m(CH4) = 25,256 г
Молярна маса гідроген хлориду (HCl) дорівнює 36,5 г/моль. Отже, маса гідроген хлориду, який утворився, може бути визначена за формулою:
m(HCl) = (V(HCl) * M(HCl)) / 1000
де M(HCl) — молярна маса гідроген хлориду.
Підставляємо в формулу відомі значення:
m(HCl) = (164 л * 36,5 г/моль) / 1000 = 5,986 г
Таким чином, маса метану, який брав участь у реакції, дорівнює 25,256 г, а маса гідроген хлориду, який утворився, дорівнює 5,986 г. Об’єм метану можна визначити, віднімаючи від об’єму суміші газів об’єм тетрахлорометану та об’єм гідроген хлориду:
V(CH4) = 164 л — 164 л = 0 л
Отже, об’єм метану, який брав участь у реакції, дорівнює 0 л.
