2Cu + O2 → 2CuO
Zawartość tlenu w powietrzu = 21% ⇒ 21% • 6 cm3 : 100% = 1,26 cm3 = 0,00126 dm3
pV = nRT
1013 • 0,00126 = n • 83,1 • 298
1,276 = 24763,8 • n / : 24763,8
n = 5,15 • 10-5 [mol]
mCuO = 79,5 g/mol
1 mol O2 — 159 g CuO
5,15 • 10-5 mol O2 — x
x = 5,15 • 10-5 • 159 : 1 = 8,19 • 10-3 [g CuO]
Odpowiedź: Masa CuO powstałego podczas tego doświadczenia to 8,19 mg.
Krok 1: Zapisz równanie reakcji spalania miedzi do tlenku miedzi(II). Uzgodnij równanie reakcji.
2Cu + O2 → 2CuO
Krok 2: Ubytek powietrza w tłoku wyniósł 6 cm3. Na tej podstawie liczymy ubytek tlenu - zawartość tlenu w powietrzu to 21%.
21% • 6 cm3 : 100% = 1,26 cm3 = 0,00126 dm3
Krok 3: Aby rozwiązać tego typu zadania, musimy skorzystać z równania Clapeyrona. Równanie to obrazuje zależności między ilością gazu (w molach), objętością a warunkami (ciśnieniem i temperaturą):
p ∙ V = n ∙ R ∙ T, gdzie:
n — liczba moli gazu
P — ciśnienie [hPa]
V — objętość [dm3]
R — stała gazowa
T — temperatura [K]
Musimy dopasować jednostki do tych, które potrzebne są we wzorze. Przeliczamy objętość na dm3 (1 dm3 to 1000 cm3). 0°C to 273 K, czyli:
T = 25°C = 298 K
V = 1,26 cm3 = 0,00126 dm3
p = 1013 hPa
Krok 4: Wszystkie dane podstawiamy do wzoru i rozwiązujemy równanie.
pV = nRT
1013 • 0,00126 = n • 83,1 • 298
1,276 = 24763,8 • n / : 24763,8
n = 5,15 • 10-5 [mol]
Krok 5: Liczymy masę molową CuO. Masy poszczególnych atomów znajdziesz w tabeli pierwiastków chemicznych.
mCuO = 63,5 + 16 = 79,5 [g/mol]
Krok 6: Spójrz na równanie. Zużycie jednego mola tlenu pozwala na uzyskanie dwóch moli CuO (2 • 79,5 g = 159 g). Na tej podstawie obliczamy masę tlenku z 5,15 • 10-5 moli tlenu.
1 mol O2 — 159 g CuO
5,15 • 10-5 mol O2 — x
x = 5,15 • 10-5 • 159 : 1 = 8,19 • 10-3 [g CuO] = 8,19 mg