Какой объем азота потребуется для взаимодействия с 5,4 граммами алюминия? Какой объем азота потребуется для взаимодействия с 5,4 граммами алюминия?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчета объема азота, необходимого для взаимодействия с алюминием, нам нужно знать химическую реакцию, которая происходит. В случае взаимодействия алюминия с азотом обычно образуется алюминиевый нитрид (AlN). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

[ 6 \text{Al} + \text{N}_2 \rightarrow 2 \text{Al}_2\text{N}_3 ]

Теперь давайте найдем количество алюминия в моль, используя его молекулярную массу:

Количество алюминия в 5,4 граммах:

[
n(\text{Al}) = \frac{5,4 \, \text{г}}{27 \, \text{г/моль}} \approx 0,2 \, \text{моль}
]

Из уравнения реакции видно, что 6 моль алюминия реагирует с 1 моль азота (N2). Следовательно, количество молей азота, необходимое для реагирования с 0,2 моль алюминия:

[
n(\text{N}_2) = \frac{0,2 \, \text{моль Al}}{6} \approx 0,0333 \, \text{моль N}_2
]

Теперь можем рассчитать объем азота при стандартных условиях (0 °C и 1 атм), используя закон Бойля — Мариотта. Один моль идеального газа занимает объем 22,4 литра при стандартных условиях:

[
V(\text{N}_2) = n(\text{N}_2) \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 0,0333 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 0,747 \, \text{л}
]

Таким образом, для взаимодействия 5,4 грамма алюминия потребуется примерно 0,747 литра азота.