Question

Unei probe de 68 g de soluție de apă oxigenată, de concentrație procentuală masică 3%, i se adaugă o cantitate de dioxid de mangan. Se observă degajarea unui gaz. Calculați volumul de gaz degajat, măsurat la 127°C şi 3 atm, exprimat în litri.
Trebuie să dea VO2=0,328L​
​

Answer 1

Răspuns:

Datele problemei

Stim:

- avem reacția de descompunere a apei oxigenate H₂O₂ sub acțiunea catalizatorului MnO₂:

2H₂O₂ cat MnO2 →  2H₂O + O₂↑

-H₂O₂ este adusa de 68 g soluție de apă oxigenata de concentrație procentuală 3%........la reacția de mai sus, participă numai H₂O₂ din soluție, unde este substanță dizolvată.......se calculează md H₂O₂

-O₂ degajat se măsoară la 127 ⁰C și 3 atm

Nu știm

-masa dizolvată de H₂O₂ în 68 g soluție de apă oxigenată de concentrație procentuală de masă 3%=md=?, g

-numărul de moli de H₂O₂ = n moli=?

-numărul de moli de O₂ format stoechiometric de cantitatea (moli) de H₂O₂= ? = X moli

-volumul de O₂ =? (L), la 127 ⁰C, 3 atm și numărul de moli X

Mase atomice, A : O=16, H=1 / g/mol atom

Masa moleculară, M H₂O₂ = 2.A H + 2.A O= 2.1+2.16=2+32=34 g/mol

Calcule

• calculăm md H₂O₂ din 68 g soluție cu C%m =3%, cu ajutorul relației matematice, pentru concentrația procentuală de masă:

C%m = md .100 /ms

3% = md H₂O₂ .100% / 68 g

md H₂O₂= 68 g .3/100=2,04 g

• calculăm numărul de moli de H₂O₂, conținuți de 2,04 g H₂O₂, cu relația matematică:

n moli H₂O₂ = m (md) H₂O₂ / M H₂O₂=2,04 g / 34 g/mol=0,06 mol

• calculăm numărul de moli de O₂ (X), produs stoechiometric de 0,06 moli de H₂O₂, cu ajutorul unui calcul stoechiometric, aplicat la ecuația chimică:

0,06 moli H₂O₂...........................X mol O₂

         2 H₂O₂ (cat MnO₂)→         O₂  ↑        +  2H₂O

             2 moli............................1mol

X moli O₂= 0,06 .1/2= 0,03 moli O₂

• calculăm volumul ocupat de 0,03 moli O₂ la 3 atm și 127⁰C,cu ecuația de stare, pentru gazele ideale:

p.V = n . R . T

unde:

R = constanta universala a gazelor ideale =0,082 L .atm /mol .grad K

T= temperatura grade K = 127 ⁰C + 273 =400 K

Rezulta:

3 atm . V = 0,03 moli . 400 K . 0,082 L.atm / mol K

3 .V (L) =0,984

V = 0,984 L /3=0,328 L O₂

R: 0,328 L O₂

Explicație: