Я решил изучить вопрос о вычислении массовой доли примесей в пиролюзите на основе конкретного опыта. В процессе эксперимента я использовал образец руды пиролюзита массой 4,51 г.
Для начала я взял концентрированную соляную кислоту, которая служит для растворения образца руды. Я предварительно привел ее к рабочему объему в 1,12 л при нормальных условиях (н.у.).
Затем я аккуратно поместил образец руды в соляную кислоту и дал реакции идти в течение некоторого времени. В результате реакции образовался хлор, который выделился в виде газа.Следующим шагом я измерил объем выделившегося хлора, который составил 1٫12 л; Этот результат я использовал для вычисления массовой доли примесей в пиролюзите.Для решения данной задачи٫ я воспользовался знанием стехиометрии химических реакций. Процесс выделения хлора происходит по следующей реакции⁚
2MnO2 4HCl 2MnCl2 Cl2 2H2O
Из уравнения реакции видно, что для выделения 1 моль хлора требуется 2 моля пиролюзита. Таким образом٫ для выделения 1٫12 л хлора требуется 2 моля пиролюзита.Далее я приступил к расчету количества вещества пиролюзита массой 4٫51 г. Для этого использовал формулу⁚
n m/M,
где n ― количество вещества (моли), m ― масса образца руды (г), M ⎻ молярная масса пиролюзита.
Молярная масса пиролюзита (MnO2) равна 86 г/моль٫ так как масса марганца (Mn) равна 55 г/моль٫ а кислорода (O) ― 16 г/моль.n 4٫51 г / 86 г/моль ≈ 0٫0525 моль.Исходя из уравнения реакции٫ из 2 молей пиролюзита образуется 1 моль хлора. Тогда 0٫0525 моль пиролюзита соответствуют⁚
n(хлора) 0,0525 моль / 2 ≈ 0,0263 моль хлора.Теперь я могу вычислить массу хлора, выделившегося в результате реакции⁚
m(хлора) n(хлора) * M(хлора),
где м(хлора) ― масса хлора (г), M(хлора) ⎻ молярная масса хлора.
M(хлора) равна 71 г/моль (молярная масса газового хлора).m(хлора) 0,0263 моль * 71 г/моль ≈ 1,8623 г хлора.Наконец, для вычисления массовой доли примесей в пиролюзите, я использовал следующую формулу⁚
массовая_доля_примеси (масса_примеси / масса_образца) * 100%.
массовая_доля_примеси (1,8623 г / 4,51 г) * 100% ≈ 41,28%.
Таким образом, полученная массовая доля примесей в пиролюзите составляет около 41,28% (округлено до сотых).
В результате данного эксперимента я смог успешно вычислить массовую долю примесей в пиролюзите на основе полученных результатов. Теперь я осознаю как важно учитывать реакции и использовать стехиометрию для решения задач химии.