Вычислите объем раствора марганцевого диоксида с концентрацией 30%, плотностью 1.15 мг/мл, необходимый для получения 6.72 мл хлора при проведении хлорирования.
Пошаговое решение:
Для решения этой задачи, мы можем воспользоваться стехиометрическими соотношениями химической реакции между марганцевым диоксидом (MnO2) и хлором (Cl2). Уравнение реакции между ними выглядит следующим образом:
MnO2 + 4HCl -> MnCl2 + 2H2O + Cl2
Из уравнения видно, что на каждый моль марганцевого диоксида (MnO2) идет образование одного моля хлора (Cl2). Таким образом, нам нужно определить количество молей хлора, которое мы хотим получить (6.72 мл), а затем найти соответствующее количество молей марганцевого диоксида.
- Начнем с объема хлора:
Объем хлора (Cl2) в литрах можно перевести в моли, используя его молярный объем при нормальных условиях (0°C и 1 атмосферное давление), который составляет примерно 22.4 литра/моль. Для этого нам нужно разделить заданный объем хлора (6.72 мл или 0.00672 л) на молярный объем:
Количество молей хлора (Cl2) = 0.00672 л / 22.4 л/моль ≈ 0.0003 моль
- Теперь мы знаем количество молей хлора (0.0003 моль), и мы знаем из уравнения реакции, что на каждый моль марганцевого диоксида приходится образование одного моля хлора. Следовательно, нам нужно такое же количество молей марганцевого диоксида:
Количество молей MnO2 = 0.0003 моль
- Теперь мы можем найти массу марганцевого диоксида (MnO2), используя его молярную массу (периодическая таблица химических элементов). Молярная масса MnO2 равна приблизительно 86.94 г/моль.
Масса MnO2 = Количество молей MnO2 × Молярная масса MnO2
Масса MnO2 = 0.0003 моль × 86.94 г/моль ≈ 0.0261 г
Таким образом, нам потребуется примерно 0.0261 г марганцевого диоксида с концентрацией 30% и плотностью 1.15 мг/мл для получения 6.72 мл хлора при проведении хлорирования.
Конечно, давайте разберем задачу по шагам.
Сначала, мы должны знать молярную массу марганцевого диоксида (MnO2), которая равна сумме атомных масс марганца (Mn) и двух атомов кислорода (O). Молярная масса MnO2 = 55.85 г/моль (Mn) + 2 * 16.00 г/моль (O) = 87.85 г/моль.
Мы также знаем концентрацию марганцевого диоксида, которая равна 30%, что означает, что в 100 мл раствора содержится 30 г марганцевого диоксида.
Теперь мы можем использовать формулу для вычисления массы марганцевого диоксида, которая нам нужна. Давайте обозначим эту массу как М.
(30 г/100 мл) * М мл = 6.72 мл * (1.15 мг/мл)
Теперь решим это уравнение, чтобы найти М:
(30/100) * М = 7.728
М = (7.728 * 100) / 30 ≈ 25.76 мл
Итак, объем марганцевого диоксида с концентрацией 30%, необходимый для получения 6.72 мл хлора при хлорировании, составляет приблизительно 25.76 мл.
Конечно, для вычисления объема раствора марганцевого диоксида, необходимого для получения 6.72 мл хлора, сначала нужно определить количество марганцевого диоксида в реакции и затем использовать стехиометрические соотношения. Реакция между марганцевым диоксидом и хлором следует уравнять и затем применить пропорции для вычисления объема раствора.