5 грамм натрия растворили в воде. Определите массу образовавшейся щелочи и объем выделившегося газа.

Для решения задачи нужно понять, какие химические реакции происходят при растворении натрия в воде и что именно образуется. Натрий (Na) реагирует с водой (H₂O) с образованием гидроксида натрия (NaOH) и выделением водорода (H₂).

Химическое уравнение реакции:
$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2$

Шаг 1. Вычисление количества вещества натрия

Молекулярная масса натрия (Na) составляет примерно 23 г/моль. Количество вещества натрия в 5 г можно вычислить по формуле:

где:

• $m_{\text{Na}} = 5 \, \text{г}$ — масса натрия,

• $M_{\text{Na}} = 23 \, \text{г/моль}$ — молекулярная масса натрия.

Подставляем данные:

Шаг 2. Определение массы образовавшейся щелочи

Из уравнения реакции видно, что на 2 моль натрия образуется 2 моль NaOH, то есть количество вещества NaOH будет равно количеству вещества Na. Следовательно, количество вещества NaOH также равно 0,217 моль.

Молекулярная масса NaOH составляет 40 г/моль. Массу образовавшейся щелочи можно найти по формуле:

где:

• $n_{\text{NaOH}} = 0,217 \, \text{моль}$,

• $M_{\text{NaOH}} = 40 \, \text{г/моль}$.

Подставляем данные:

Шаг 3. Определение объема выделившегося газа

Также по уравнению реакции видно, что на 2 моль натрия выделяется 1 моль водорода. Значит, количество вещества водорода будет в два раза меньше, чем количество вещества натрия. Следовательно, количество водорода равно:

При нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм) объем одного моля газа составляет 22,4 литра. Объем выделившегося водорода можно найти по формуле:

где:

• $V_{\text{молекулы}} = 22,4 \, \text{л/моль}$.

Подставляем данные:

Ответ:

• Масса образовавшейся щелочи (NaOH) составляет 8,68 г.

• Объем выделившегося газа (водорода, H₂) составляет 2,44 л.