Reakcja Fe + H₂O → Fe₃O₄ + H₂ — obliczanie objętości H₂ (matura, sprawdzian)

Obliczanie objętości wodoru z reakcji żelaza z parą wodną — przykład dla uczniów

Na tej stronie znajdziesz krok po kroku rozwiązanie zadania: ile dm³ wolnego wodoru (H₂) powstanie w warunkach normalnych w reakcji pary wodnej z 20 g żelaza, przyjmując, że powstaje tlenek żelaza(II,III) Fe₃O₄. Materiał jest przygotowany dla uczniów w klasie 1 i w klasie 2 liceum — przydatny do powtórek przed sprawdzianem i maturą.

Równanie reakcji

3 Fe + 4 H₂O → Fe₃O₄ + 4 H₂

Wniosek: z 3 moli Fe otrzymujemy 4 mole H₂ (stosunek molowy Fe : H₂ = 3 : 4).

Metoda obliczenia (krok po kroku)

1. Oblicz liczbę moli żelaza
   M(Fe) ≈ 55,85 g/mol.
   n(Fe) = m(Fe) / M(Fe) = 20,0 g / 55,85 g·mol⁻¹ ≈ 0,3581 mol.
2. Zastosuj stosunek stechiometryczny
   Z równania: 3 mol Fe → 4 mol H₂.
   n(H₂) = n(Fe) × (4 / 3) = 0,358102... × 4/3 ≈ 0,47747 mol H₂.
3. Przelicz liczbę moli H₂ na objętość w warunkach normalnych (Vm = 22,4 dm³/mol)
   V(H₂) = n(H₂) × 22,4 dm³/mol ≈ 0,477469 × 22,4 ≈ 10,70 dm³.

Ostateczny wynik: V(H₂) ≈ 10,70 dm³ (w warunkach normalnych).

Uwagi i wskazówki egzaminacyjne

• Zawsze podawaj użyte wartości (masa molowa M, objętość molowa Vm = 22,4 dm³ przy CN).
• Sprawdź, czy zadanie wymaga przybliżeń mas atomowych — podaj zaokrąglenia zgodnie z poleceniem (np. 55,8 vs 55,85 g/mol dla Fe).
• Na maturze warto zapisać krótko wszystkie etapy: obliczenie moli substratu → stechiometria → przeliczenie na objętość lub masę produktów.

Zadania do samodzielnego ćwiczenia

1. Oblicz objętość H₂, gdy w reakcji zużyto 50 g Fe (CN).
2. Załóż 80% wydajność reakcji — ile dm³ H₂ otrzymasz z 20 g Fe?
3. Przelicz wynik na litry i mililitry — pokaż dokładne zaokrąglenia.

stechiometria, Fe3O4, wodór, obliczenia molowe, Vm = 22,4 dm3, matura, sprawdzian, klasa 1, klasa 2, liceum

Materiały edukacyjne do chemii dla liceum.