В результате обжига пирита в кислороде было получено 20 л газообразного продукта. Каков объем потребовавшегося для этого кислорода?

Для решения данной задачи, необходимо знать, что пирит (FeS2) при обжиге в кислороде превращается в оксид железа (Fe2O3) и диоксид серы (SO2).

Дано: объем газообразного продукта = 20 л.

Чтобы найти объем кислорода, который был потребован для этой реакции, необходимо использовать уравнение реакции обжига пирита:

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2

Из уравнения видно, что для каждых 4 молекул пирита требуется 11 молекул кислорода. Так как в условии задачи дан объем газообразного продукта, а не количество молекул, нужно перейти от объема к числу молекул и затем вычислить объем кислорода.

1. Найдем количество молекул газообразного продукта, используя уравнение и идеальный газовый закон:

n = V / Vm,

где n - количество молекул, V - объем газообразного продукта (20 л), Vm - молярный объем.

Vm можно найти, используя уравнение идеального газа:

V = nRT / P,

где P - давление газообразного продукта (предположим, что в задаче дано нормальное давление, 1 атм), R - универсальная газовая постоянная, T - температура в кельвинах (предположим, что задача не указывает температуру, поэтому будем считать, что она составляет комнатную температуру 25 °C = 298 К).

Теперь, зная Vm, можем вычислить количество молекул газообразного продукта:

n = (20 л * 1 атм) / (0,0821 л·атм·моль^−1·К^−1 * 298 К) ≈ 0,990 моль.

2. Теперь посмотрим на соотношение между пиритом и кислородом, чтобы определить, сколько кислорода требуется для данного количества пирита:

4 FeS2 : 11 O2

x : 0,990 моль.

x = (11 O2 * 0,990 моль) / 4 FeS2 ≈ 2,6975 моль кислорода.

3. Далее необходимо перевести количество молекул кислорода в объем:

V = n * Vm,

где n - количество молекул кислорода, Vm - молярный объем кислорода.

Vm для кислорода примерно равен 22,4 л/моль.

V = 2,6975 моль * 22,4 л/моль ≈ 60,428 л.

Таким образом, объем кислорода, потребовавшегося для обжига пирита, составляет около 60,428 л.