Đốt cháy 5,85 gam kali trong không khí, giả thiết chỉ thu đc kali oxit có khối lượng 6,58g. Tính hiệu xuất của phản ứng và nồng độ mol dung dịch khi đen hòa tan lượng oxit trên vào 200ml nước

Ta có phương trình phản ứng đốt cháy kali trong không khí:

2K + O2 -> 2K2O

Mặt khác, khối lượng kali oxit thu được là 6,58g. Theo phương trình phản ứng trên, 2 mol kali sẽ tạo ra 1 mol kali oxit, nên số mol kali đã phản ứng là:

n(K) = n(K2O) / 2 = 6,58 / (2 x 56) = 0,05875 mol

Khối lượng riêng của kali là 0,86 g/cm3, nên khối lượng của 5,85g kali tương đương với thể tích là:

V(K) = m(K) / ρ(K) = 5,85 / 0,86 = 6,79 cm3

Thể tích khí oxi ban đầu cần để đốt cháy hết kali là:

V(O2) = V(K) x 1 / 2 = 3,395 cm3

Theo định luật Avogadro, thể tích khí oxi tương đương với số mol của khí đó:

V(O2) = n(O2) x Vm / N0 x T

Trong đó:

• Vm là khối lượng mol của khí oxi, bằng 32 g/mol
• N0 là số Avogadro, bằng 6,022 x 10^23
• T là nhiệt độ Kelvin, giả sử là 298K

Từ đó tính được số mol của oxi cần thiết:

n(O2) = V(O2) x N0 x T / Vm = 3,395 x 6,022 x 10^23 x 298 / 32 / 10^3 = 0,1002 mol

Nồng độ mol của dung dịch khi đem hòa tan lượng kali oxit trên vào 200ml nước là:

c = n / V = n(K2O) / V(NaOH) = n(K2O) / (V(NaOH) + V(H2O))

Vì khối lượng của kali oxit bằng khối lượng của K2O, nên số mol của kali oxit cũng là 0,05875 mol. Thể tích dung dịch NaOH cần dùng để hòa tan hết kali oxit:

V(NaOH) = m(K2O) / M(K2O) / 2 = 6,58 / 94 / 2 = 0,0348 L

Nồng độ mol của dung dịch là:

c = n(K2O) / (V(NaOH) + V(H2O)) = 0,05875 / (0,0348 + 0,2) = 0,198 M

Hiệu suất của phản ứng được tính bằng tỷ lệ giữa khối lượng thực tế thu được và khối lượng lý thuyết:

η = m(K2O) / m(K) x M(K) / M(K2O) x 100% = 6,58 / 5,85 x 39/94 x 100 =46,(6)%