برای حل این مسئله، باید معادلههای شیمیایی داده شده را به صورت موازن حل کنیم و محاسبات استوکیومتری را انجام دهیم.
ابتدا معادله واکنش اول را بررسی میکنیم:
\[ \text{SCl}_2(g) + \text{NaF}(g) \rightarrow \text{SF}_4(g) + \text{S}_2\text{Cl}_2(g) + \text{NaCl}(s) \]
معادله واکنش دوم:
\[ \text{SF}_4(g) + \text{H}_2\text{O}(l) \rightarrow \text{SO}_2(g) + \text{HF}(g) \]
گفته شده مقدار \(\text{50 لیتر}\) از گاز \(\text{HF}\). برای این کار از فرمول \(\text{PV} = \text{nRT}\) و با فرض دما و فشار استاندارد میتوان تعداد مولهای \(\text{HF}\) را به دست آورد.
با توجه به اطلاعات مسئله:
چگالی هر لیتر \(\text{HF}\) برابر 0.8 گرم است، جرم کل \(\text{HF}\) تولید شده برابر است با:
\[ \text{جرم مولی } \text{HF} = \text{H} + \text{F} = 1 + 19 = 20 \ \text{g/mol} \]
\[ \text{جرم کل } \text{HF} = 50 \times 0.8 = 40 \ \text{g} \]
تعداد مولهای \(\text{HF}\):
\[ n = \frac{\text{جرم}}{\text{جرم مولی}} = \frac{40}{20} = 2 \ \text{mol} \]
با استفاده از معادله دوم، و با توجه به موازنه معادله، به ازای هر مول \(\text{SF}_4\) یک مول \(\text{HF}\) تولید میشود. بنابراین:
\[ n(\text{SF}_4) = n(\text{HF}) = 2 \ \text{mol} \]
جرم گاز \(\text{SF}_4\) مورد نیاز برابر است با:
\[ \text{جرم مولی } \text{SF}_4 = 32 + 4 \times 19 = 108 \ \text{g/mol} \]
\[ \text{جرم کل } \text{SF}_4 = 2 \times 108 = 216 \ \text{g} \]
بنابراین، گزینه صحیح شماره \(2\) یعنی \(216 \ \text{g}\) است.
