حجم گاز حاصل از تجزیه پتاسیم نیترات

راهنمایی کوتاه: ابتدا مقدار ماده تجزیه شده را محاسبه می‌کنیم، سپس با استفاده از معادله حالت گازها حجم را پیدا می‌کنیم.

گام‌به‌گام:

• ۱) محاسبه جرم پتاسیم نیترات تجزیه شده:
  جرم کل = ۱۴۰.۴ گرم
  درصد تجزیه = ۷۵٪ = ۰.۷۵
  جرم تجزیه شده = ۱۴۰.۴ × ۰.۷۵ = $105.3$ گرم
• ۲) محاسبه تعداد مول‌های پتاسیم نیترات تجزیه شده:
  جرم مولی KNO₃ = ۳۹ (K) + ۱۴ (N) + ۴۸ (۳O) = $101$ گرم بر مول
  تعداد مول = جرم ÷ جرم مولی = ۱۰۵.۳ ÷ ۱۰۱ ≈ $1.043$ مول
• ۳) نوشتن معادله تجزیه پتاسیم نیترات:
  ۲KNO₃ → ۲KNO₂ + O₂
  از این معادله می‌بینیم که از هر ۲ مول KNO₃، ۱ مول گاز O₂ تولید می‌شود.
• ۴) محاسبه تعداد مول‌های گاز اکسیژن تولید شده:
  نسبت مولی = ۱ مول O₂ به ازای ۲ مول KNO₃
  مول O₂ = ۱.۰۴۳ ÷ ۲ ≈ $0.5215$ مول
• ۵) تبدیل دما به کلوین:
  T = ۵۴۶ + ۲۷۳ = $819$ کلوین
• ۶) استفاده از معادله گاز ایده‌آل برای محاسبه حجم:
  PV = nRT → V = nRT/P
  که در آن:
  n = ۰.۵۲۱۵ مول
  R = ۰.۰۸۲۱ (اتم‌مول·لیتر)/(کلوین) (ثابت جهانی گازها)
  T = ۸۱۹ کلوین
  P = ۲ اتمسفر
  V = (۰.۵۲۱۵ × ۰.۰۸۲۱ × ۸۱۹) ÷ ۲
  V ≈ (۳۵.۰۴) ÷ ۲ ≈ $17.52$ لیتر

پاسخ نهایی: حجم گاز اکسیژن تولید شده حدود ۱۷.۵ لیتر است.

مثال مشابه: اگر ۲۰۰ گرم پتاسیم نیترات با ۵۰٪ تجزیه در دمای ۳۰۰ کلوین و فشار ۱ اتمسفر داشته باشیم، حجم گاز چقدر می‌شود؟ (پاسخ: حدود ۵.۴ لیتر)

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: می‌توانی درباره انواع واکنش‌های تجزیه در شیمی مطالعه کنی یا نحوه استفاده از معادله گاز ایده‌آل در شرایط مختلف را تمرین کنی.

یادآوری ایمنی: پتاسیم نیترات در شرایط خاص می‌تواند اکسیدکننده قوی باشد و باید با احتیاط حمل و نگهداری شود.