Какой объем водорода может быть получен при взаимодействии натрия массой 3,2г со смесью метанола и этанола массой 5г. Массовая доля метанола в смеси 40% ?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи сначала найдем количество вещества натрия и смеси метанола и этанола.

Найдем количество вещества натрия (Na):
m(Na) = 3,2 г
M(Na) = 23 г/моль

n(Na) = m(Na) / M(Na) = 3,2 г / 23 г/моль ≈ 0,139 моль

Найдем количество вещества смеси метанола (CH3OH) и этанола (C2H5OH):
m(CH3OH + C2H5OH) = 5 г
m(CH3OH) = 0,4 5 г = 2 г
m(C2H5OH) = 0,6 5 г = 3 г

M(CH3OH) = 32 г/моль
M(C2H5OH) = 46 г/моль

n(CH3OH) = m(CH3OH) / M(CH3OH) = 2 г / 32 г/моль ≈ 0,063 моль
n(C2H5OH) = m(C2H5OH) / M(C2H5OH) = 3 г / 46 г/моль ≈ 0,065 моль

Теперь определим, какие вещества реагируют:
Na + CH3OH + C2H5OH → H2↑ + NaOH + HCOONa + C2H5ONa

Рассмотрим реакцию взаимодействия натрия с одним из спиртов, например, с метанолом:
2Na + 2CH3OH → 2NaOH + 2H2↑ + HCOONa

1 моль Na даёт 1 моль H2
n(H2) = n(Na) = 0,139 моль

Так как в реакции участвует 2 моли метанола, а у нас есть только 0,063 моль метанола, значит, метанол полностью реагирует.

Теперь найдем, сколько водорода можно получить из реакции взаимодействия 2 моль этанола (C2H5OH) и 2 моль натрия:
2C2H5OH + 2Na → C2H5ONa + C2H5ONa + 2NaOH + 2H2↑

1 моль Na даёт 1 моль H2
n(H2) = n(C2H5OH) = 0,065 моль

Так как у нас есть 0,065 моль этанола и он полностью реагирует, то из этанола можно получить 0,065 моль водорода.

В итоге, общий объем водорода, который будет получен, равен:
V(H2) = n(H2) 22,4 л/моль = 0,139 моль 22,4 л/моль + 0,065 моль * 22,4 л/моль = 3,11 л

Ответ: Объем водорода, который можно получить при взаимодействии натрия массой 3,2 г со смесью метанола и этанола массой 5 г, составит 3,11 л.