Для вычисления объема газа, который выделится при взаимодействии карбоната натрия (Na2CO3) с соляной кислотой (HCl), сначала определим уравнение реакции.
Карбонат натрия реагирует с соляной кислотой по следующему уравнению:
\[ \text{Na}_2\text{CO}_3 + 2 \text{HCl} \rightarrow 2 \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow \]
Из уравнения видно, что 1 моль карбоната натрия реагирует с 2 молями соляной кислоты и выделяет 1 моль углекислого газа (CO2).
Теперь найдем, сколько моль карбоната натрия содержится в 21,2 г. Для этого нужно знать молекулярную массу Na2CO3:
- Na: 23 г/моль (2 атома) → 2 × 23 = 46 г/моль
- C: 12 г/моль → 12 г/моль
- O: 16 г/моль (3 атома) → 3 × 16 = 48 г/моль
Итак, молекулярная масса Na2CO3 будет:
\[ 46 + 12 + 48 = 106 \, \text{г/моль} \]
Теперь найдем количество моль в 21,2 г:
\[ n = \frac{m}{M} = \frac{21,2 \, \text{г}}{106 \, \text{г/моль}} \approx 0,200 \, \text{моль} \]
Так как 1 моль Na2CO3 дает 1 моль CO2, из 0,200 моль Na2CO3 выйдет 0,200 моль CO2.
Теперь определим объем углекислого газа при нормальных условиях (0 °C и 1 атм), где 1 моль газа занимает 22,4 л:
\[ V = n \times 22,4 \, \text{л/моль} = 0,200 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 4,48 \, \text{л} \]
Таким образом, при взаимодействии 21,2 г карбоната натрия с соляной кислотой выделится примерно 4,48 литра углекислого газа.