Для решения задачи, давайте сначала вспомним уравнение реакции между хлороводородной кислотой (соляная кислота) и натрия карбонатом. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
\[ \text{Na}_2\text{CO}_3 + 2 \text{HCl} \rightarrow 2 \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow \]
Из уравнения видно, что 1 моль натрия карбоната реагирует с 2 моль соляной кислоты, в результате чего выделяется 1 моль углекислого газа (CO₂).
Теперь необходимо определить количество газа, выделившегося в условиях нормальных условий (н.у.). Вам известно, что выделилось 16,8 литров газа. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 литра.
Теперь рассчитаем количество молей углекислого газа:
\[ n_{\text{CO}_2} = \frac{V}{V_m} = \frac{16,8 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,75 \, \text{моль} \]
Из уравнения реакции видно, что на 1 моль углекислого газа необходимо 2 моль соляной кислоты. Поэтому количество молей соляной кислоты будет равно:
\[ n_{\text{HCl}} = 2 \times n_{\text{CO}_2} = 2 \times 0,75 \, \text{моль} = 1,5 \, \text{моль} \]
Теперь рассчитаем массу соляной кислоты. Молярная масса HCl составляет примерно 36,5 г/моль. Соответственно, масса соляной кислоты вычисляется по формуле:
\[ m = n \times M \] где \( n \) — количество молей, а \( M \) — молярная масса.
Таким образом, масса соляной кислоты будет:
\[ m_{\text{HCl}} = 1,5 \, \text{моль} \times 36,5 \, \text{г/моль} = 54,75 \, \text{г} \]
Итак, масса соляной кислоты, необходимая для выделения 16,8 литров углекислого газа, составляет 54,75 грамм.