Уточнение деталей вопроса
При сжигании образца цинка массой 1,5 грамма выделилось 5,9 кДж теплоты. Определите, содержал ли образец цинка негорючие примеси,
Ответ на вопрос
Для решения данной задачи необходимо использовать закон Гесса, который гласит, что изменение энтальпии реакции не зависит от пути ее протекания, а зависит только от начальных и конечных состояний системы.
Известно, что при сжигании образца цинка выделилось 5,9 кДж теплоты. Это означает, что произошла экзотермическая реакция, при которой энергия была выделена в виде тепла. Реакция сгорания цинка выглядит следующим образом:
Zn + 1/2O2 → ZnO + Q
где Q — выделившаяся теплота.
Для расчета количества выделившейся теплоты необходимо знать количество молей цинка, которое сгорело. Для этого необходимо разделить массу цинка на его молярную массу:
n(Zn) = m(Zn) / M(Zn) = 1.5 г / 65.38 г/моль = 0.023 моль
Теперь можно рассчитать количество выделившейся теплоты на 1 моль цинка:
Q/mol(Zn) = Q / n(Zn) = 5.9 кДж / 0.023 моль = 256.5 кДж/моль
Это значение соответствует теплоте образования оксида цинка (ZnO) при стандартных условиях. Если в образце цинка были негорючие примеси, то это могло повлиять на количество выделившейся теплоты и, следовательно, на значение теплоты образования оксида цинка. Если значение теплоты образования оксида цинка, полученное в результате эксперимента, отличается от табличного значения более чем на 5%, то можно сделать вывод о наличии негорючих примесей в образце цинка. В данном случае, табличное значение теплоты образования оксида цинка составляет 348,3 кДж/моль, что отличается от полученного экспериментально значения на 26%. Следовательно, можно сделать вывод о наличии негорючих примесей в образце цинка.