При реакции эквивалентной смеси порошков алюминия и оксида железа (III) выделилось 300 кДж теплоты. Определите массу термитной

Уточнение деталей вопроса

При реакции эквивалентной смеси порошков алюминия и оксида железа (III) выделилось 300 кДж теплоты. Определите массу термитной смеси, если тепловые эффекты окисления алюминия и железа соответственно равны 3292 кДж и 2174 кДж.

Ответ на вопрос

Термитная реакция между алюминием и оксидом железа (III) происходит по следующей схеме:

2Al + Fe2O3 → 2Fe + Al2O3 + 300 кДж

Тепловые эффекты окисления алюминия и железа соответственно равны 3292 кДж и 2174 кДж. Это означает, что для полного окисления 2 моль алюминия и 1 моль железа требуется 3292 кДж и 2174 кДж теплоты соответственно.

Таким образом, для выделения 300 кДж теплоты необходимо использовать эквивалентную смесь, содержащую меньше 2 моль алюминия и 1 моль железа. Масса термитной смеси может быть определена из соотношения масс компонентов в эквивалентной смеси.

Пусть массы алюминия и оксида железа (III) в эквивалентной смеси равны mAl и mFe2O3 соответственно. Тогда количество молей алюминия и железа в эквивалентной смеси можно выразить следующим образом:

nAl = mAl / MAl

nFe = mFe2O3 / (MFe2O3 / 2)

где MAl и MFe2O3 — молярные массы алюминия и оксида железа (III) соответственно.

Согласно уравнению реакции, для выделения 300 кДж теплоты требуется 2 моль алюминия и 1 моль железа. Таким образом, можно записать следующее уравнение:

2nAl = nFe

2mAl / MAl = mFe2O3 / (MFe2O3 / 2)

mAl = (mFe2O3 / MFe2O3) * (2MAl / 2)

mAl = (mFe2O3 / MFe2O3) * MAl

Подставляя известные значения молярных масс и тепловых эффектов, получаем:

mAl = (300 кДж / (3292 кДж / 2)) * 27 г/моль

mAl = 3,08 г

mFe2O3 = (300 кДж / (2174 кДж / 2)) * 160 г/моль

mFe2O3 = 35,0 г

Таким образом, масса термитной смеси, выделившей 300 кДж теплоты, составляет 38,1 г (3,08 г алюминия и 35,0 г оксида железа (III)).