Решен пример: Връзка между стехиометрията на реакцията и закона за идеалния газ

Казват ни, че сребърният оксид се разлага съгласно следното уравнение. Всеки два мола сребърен оксид се разлагат на четири мола сребро и един мол молекулярен кислород. Колко грама сребърен оксид са необходими за получаването на 1,50 литра газообразен кислород при налягане 1,22 атмосфери и 30 градуса по Целзий? Искам да поставиш видеото на пауза и да видиш дали можеш да решиш задачата. Ще ти дам малка подсказка. Обикновено в такъв случай казваме, че ако знаем колко мола кислород искаме да получим, тогава ни трябват два пъти повече мола сребърен оксид, понеже отношението молове сребърен оксид към молекулярния кислород е две към едно. Но не ни казват колко мола молекулярен кислород произвеждаме. Дават ни обем, налягане и температура. Тук може да ни помогне законът за идеалния газ. Той гласи, че P по V е равно на N по R по T. И ако намерим N – спомни си, че N е просто броят молове. Ако разделим двете страни на R по T. Получаваме PV/RT = N. Изглежда са ни дали цялата тази информация. Налягането е ето тук. (подчертава на екрана) Обемът е ето тук. (подчертава на екрана) Можем да потърсим константата за идеалния газ, а за температурата просто трябва да преобразуваме това тук в Келвини. (подчертава на екрана) За да ти помогна тук, ще ти дам стойностите на някои от константите и преобразуванията. Сега пробвай да направиш един опит да решиш задачата. Добре, нека сега решим това заедно. Броят молове кислород ще е равен на налягането на кислорода – 1,22 атмосфери – по обема на кислорода – по 1,50 литра – делено на универсалната газова константа – като трябва да използваме подходящата константа, която съдържа атмосфери, литри и келвини. Ако работим с атмосфери, литри и келвини, тогава ще използваме тази стойност на универсалната газова константа. (подчертава я с оранжево) Делено на 0,08206. Ще запиша мерните единици тук. Литри по атмосфери, делено на молове и делено на келвини. Това е универсалната газова константа. Умножаваме това по температурата в келвини. Дали са ни само две значещи цифри тук. Дали са ни само позицията на единиците. Ще работим само с единиците, когато преобразуваме в келвини. Нека просто добавим 273 към тези 30 градуса. Тук става по 303 келвина. И да се уверим, че мерните единици се съгласуват правилно. Това се съкращава с това, това се съкращава с това, (зачерква на екрана) това се съкращава с това. Имаме делено на молове в знаменателя, което просто ще стане молове в числителя. Това ще е приблизително равно на 1,22 по 1,5, делено на 0,08206. И после също ще разделим цялото това на 303. И е равно на това. (посочва резултата на екрана) Да видим колко значещи цифри... Три, три, тук са доста повече от три и после тук имаме три. Ще закръгля до три значещи цифри. 0,0736. 0,0736 мола молекулярен кислород ни трябват, за да получим този обем при това налягане и при тази температура. И ще ни трябват два пъти повече молове сребърен оксид, понеже, забележи, за всеки един мол молекулярен кислород, който произведем, ни трябват два пъти повече молове сребърен оксид. Нека умножим това по две. (полученият резултат за брой молове) По две ни дава – и, отново, три значещи цифри, 0,147. Това е приблизително 0,147 мола сребърен оксид – толкова трябва да разложим. Но не ни питат колко мола сребърен оксид са необходими. Питат ни колко грама. Просто трябва да умножим моловете по моларната маса. Нека първо да намерим моларната маса на сребърния оксид. Ще я запиша тук. Моларната маса на сребърния оксид е равна на моларната маса на среброто по две, плюс моларната маса на кислорода. Ще покажа периодичната таблица на елементите. Моларната маса на среброто е 107,87, а на кислорода е 16,00. Това ни дава 107,87 за всеки атом сребро, после плюс 16 за кислорода и всичко ни дава – 107,87*2 е равно на това. (показва полученият резултат на екрана) Нека да видим – стига до стотните. И после плюс – 16,00, също стига до мястото на стотните. Ще закръглим на 213,74. Също до мястото на стотните. Просто следя значещите цифри, когато събираме. Това са 231,74 грама на мол сребърен оксид. И ако вземем моловете сребърен оксид и умножим това по 231,74 грама на мол – забележи, че моловете се съкращават и ни остават само грамове, което и искаме – това ще е приблизително равно на – и после ще стигнем до три значещи цифри, понеже имаме три тук и пет тук – взимаме това и го умножаваме по 0,147. Получаваме този резултат, (показва на екрана) което с три значещи цифри е равно на 34,1. Приблизително 34,1 грама сребърен оксид са необходими, за да се произведе това количество кислород.