Металлический барий массой 2,74 грамма мне пришлось сжечь на воздухе. После сжигания образовалась смесь оксида и пероксида бария. Чтобы определить массовую долю оксида бария в полученной смеси, я растворил её в воде. Далее, к полученному раствору я добавил порошок оксида марганца (IV). В результате этого процесса выделилось 168 мл бесцветного газа при нормальных условиях.
Для расчёта массовой доли оксида бария в полученной после сжигания смеси, нам необходимо использовать законы сохранения массы и вещества.
Сначала рассчитаем количество вещества бария (Ba) в металлическом барие, который мы сжигали. Для этого используем молярную массу бария, которая составляет 137,33 г/моль.
Масса бария (m) равна 2٫74 г.Молярная масса бария (M) равна 137٫33 г/моль.Количество вещества бария (n) равно⁚
n m / M
n 2,74 г / 137,33 г/моль
n ≈ 0,02 моль
Затем, используя закон сохранения массы и вещества, мы можем выразить количество вещества бария (Ba) в оксиде и пероксиде бария (BaO2 BaO). Обозначим количество вещества оксида бария (BaO) как х и пероксида бария (BaO2) как у. Так как количество вещества бария в оксиде бария и пероксиде бария одинаково٫ то х у 0٫02 моль. Далее проанализируем выделенный газ٫ образовавшийся при реакции с оксидом марганца (IV). По уравнению реакции углекислого газа (CO2) с оксидом марганца (IV) образуется бариев карбонат (BaCO3) и марганцевый оксид (MnO2). Согласно уравнению реакции٫ 1 моль CO2 образует 1 моль BaCO3.
Обозначим количество вещества BaO в растворе как a, а количество вещества BaCO3 как b, причем мольное соотношение между ними будет a b.
Затем проанализируем реакцию и узнаем, сколько моль CO2 было образовано.
По уравнению реакции, 1 моль CO2 образуется из 1 моль BaO. Таким образом, количество вещества оксида бария (BaO) (a) будет равно количеству образовавшегося CO2.Выразим количество вещества BaO через массу CO2 и его молярную массу. Молярная масса CO2 равна примерно 44 г/моль.Количество вещества оксида бария (BaO) равно a⁚
a mCO2 / MCO2
a 168 мл / 22,4 л/моль * 10⁻³ моль/мл / 44 г/моль
a ≈ 0,007589 моль
Таким образом, количество вещества пероксида бария (BaO2) (у) будет⁚
у n ⎼ a
у 0,02 моль ⏤ 0,007589 моль
у ≈ 0,012411 моль
Теперь мы можем вычислить массовую долю оксида бария (BaO) в полученной после сжигания смеси.Масса оксида бария (BaO) равна mBaO⁚
mBaO a * MBaO
mBaO 0,007589 моль * 153,33 г/моль
mBaO ≈ 1,162 г
Масса пероксида бария (BaO2) равна mBaO2⁚
mBaO2 у * MBaO2
mBaO2 0٫012411 моль * 169٫33 г/моль
mBaO2 ≈ 2,102 г
Теперь, чтобы найти массовую долю оксида бария в смеси, необходимо поделить массу оксида бария на общую массу смеси (BaO BaO2)⁚
Массовая доля оксида бария в смеси (XBaO) равна⁚
XBaO mBaO / (mBaO mBaO2)
XBaO 1,162 г / (1,162 г 2,102 г)
XBaO ≈ 0٫356
Таким образом, массовая доля оксида бария в полученной после сжигания смеси составляет около 35٫6%.