Какой объем водорода получится при взаимодействии 80 г метанола с 7,5 г натрия(н.у)?

Для того чтобы рассчитать объем водорода, который получится при взаимодействии метанола (CH₃OH) с натрием (Na), нужно сначала установить уравнение реакции и найти, какие из веществ являются лимитирующими.

1. Уравнение реакции:

Метанол реагирует с натрием по следующему уравнению:

$2 \text{CH}_3\text{OH} + 2 \text{Na} \rightarrow 2 \text{CH}_3\text{ONa} + \text{H}_2$

Здесь видно, что из двух молекул метанола и двух атомов натрия получается одна молекула водорода (H₂).

2. Молярные массы:

• Молярная масса метанола (CH₃OH) = 12 (C) + 3×1 (H) + 16 (O) = 32 г/моль.
• Молярная масса натрия (Na) = 23 г/моль.

3. Рассчет количества вещества:

Теперь рассчитаем, сколько моль каждого вещества у нас есть.

• Для метанола:

  $$n_{\text{CH}_3\text{OH}} = \frac{80 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 2.5 \, \text{моль}$$

• Для натрия:

  $$n_{\text{Na}} = \frac{7.5 \, \text{г}}{23 \, \text{г/моль}} \approx 0.326 \, \text{моль}$$

4. Определение лимитирующего реагента:

Согласно уравнению реакции, на 2 моль метанола необходимо 2 моль натрия. Значит, для 2.5 моль метанола потребуется 2.5 моль натрия. Однако у нас есть только 0.326 моль натрия, что указывает на то, что натрий является лимитирующим реагентом.

5. Расчет объема водорода:

По уравнению реакции видно, что 2 моль натрия дают 1 моль водорода. Таким образом, количество водорода, получаемого из 0.326 моль натрия, рассчитывается так:

Теперь, используя закон идеального газа, можно найти объем водорода при нормальных условиях (н.у.):

где $V_m = 22.4 \, \text{л/моль}$ — молярный объем газа при н.у.

Ответ: При взаимодействии 80 г метанола с 7,5 г натрия при нормальных условиях получится приблизительно 3.65 литра водорода.