Redukce oxidu měďnatého 2 pomocí vodíku je jednou z běžných chemických reakcí. V procesu obnovy oxidu mědi 2 se voda a kovová měď tvoří z oxidu mědi a molekul vodíku. Pro výpočet potřebného množství vodíku je nutné znát poměr mezi hmotnostmi látek zapojených do reakce.
Podle chemické rovnice reakce jedna molekula oxidu mědi 2 interaguje se 4 molekulami vodíku a tvoří jednu molekulu vody a měď. Z této rovnice vyplývá, že molární poměr látek je 1:4 - každá molekula oxidu mědi 2 vyžaduje čtyři molekuly vodíku k úplné obnově.
Pro stanovení množství látky je nutné znát molární hmotnost vodíku a oxidu mědi 2. Molární hmotnost vodíku (H2) je asi 2 g/mol a molární hmotnost oxidu mědi 2 (CuO) je asi 79,5 g/mol.
K úplné obnově 20 gramů oxidu mědi 2 tedy bude potřeba množství vodíku vypočítané na základě hmotnosti a molární hmotnosti látek. Najdeme počet molů oxidu měďnatého 2, Poté vynásobíme 4, abychom našli počet molů vodíku, a nakonec vynásobíme molární hmotností vodíku, abychom našli hmotnost vodíku potřebnou k reakci.
Množství gramu vodíku pro obnovu oxidu mědi
Pro výpočet počtu gramů vodíku potřebných k úplné obnově oxidu mědi použijeme poměr mezi činidly.
Nejprve musíme zjistit, které látky se podílejí na reakci na redukci oxidu mědi. V tomto případě se oxid měďnatý (CuO) obnoví na elementární měď (Cu) pomocí vodíku (H₂).
Reakční rovnice je následující:
Z reakční rovnice vyplývá, že každá molekula oxidu mědi (CuO) vyžaduje jednu molekulu vodíku (H₂). Molekula vodíku (H₂) obsahuje 2 atomy vodíku. Každý atom vodíku je tedy nezbytný pro obnovu půl gramu oxidu mědi (CuO).
Je dáno, že hmotnost oxidu mědi (CuO) je 20 gramů. Známe molární hmotnost mědi (CuO) (63.55 g/mol), můžeme vypočítat počet molů oxidu měďnatého, a tedy počet molekul vodíku. Poté, s vědomím, že každá molekula vodíku (H₂) obsahuje 2 atomy vodíku, můžeme vypočítat počet gramů vodíku.
Množství gramů vodíku pro redukci 20 gramů oxidu mědi 2 by tedy bylo:
Gram vodíku = (20 g * 1 mol CuO / 63.55 g) * (1 mol H₂ / 1 mol CuO) * (2 g / 1 mol H₂) = 0.63 g
K úplnému obnovení 20 gramů oxidu mědi 2 je tedy potřeba 0,63 gramu vodíku.
Oxid měďnatý 2
Oxid měďnatý 2 je černý krystalický prášek, který se nerozpouští ve vodě. Tato látka má feromagnetické vlastnosti při nízkých teplotách, ale ztrácí je, když teplota stoupá.
Jednou z důležitých chemických reakcí, které zahrnují oxid měďnatý 2, je jeho redukce na měď při interakci s vodíkem. V tomto případě oxid měďnatý 2 reaguje s vodíkem a vytváří měď a vodu. K úplné obnově 20 gramů oxidu mědi 2 bude potřeba určité množství gramů vodíku, které lze vypočítat pomocí chemických výpočtů.
Vodík jako redukce
Vodík dokáže regenerovat různé látky včetně oxidů kovů. Obnova oxidu mědi (CuO) je jedním z příkladů takové reakce. V tomto procesu molekuly vodíku (H2) dávají své elektrony oxidu měďnatému, který se zároveň přeměňuje na měď (Cu).
Při řešení problému úplné obnovy 20 gramů oxidu mědi 2 (CuO) je nutné znát molární hmotnost vodíku (H2) a oxidu mědi 2 (CuO). Poté lze určit množství látky každé složky reakce a porovnat jejich poměr z reakční rovnice.
Dále lze pomocí poměru mezi množstvím látky a hmotností vypočítat množství vodíku potřebného k úplné obnově 20 gramů oxidu mědi 2. Když znáte molární hmotnost vodíku, můžete toto množství převést na gramy.
Vodík je tedy silným redukčním činidlem v chemických reakcích, schopným zcela obnovit oxidy kovů do jejich původních kovových forem.