Из 200 кг карбоната кальция при взаимодействии с азотной кислотой был получен нитрат кальция массой 311,6 кг вычислите выход данной реакции (Запишите число с точностью до целых)
Для решения этой задачи нужно сначала записать уравнение реакции между карбонатом кальция (CaCO₃) и азотной кислотой (HNO₃):
\[ \text{CaCO}_3 + 2 \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Ca(NO}_3\text{)}_2 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \]
Сначала найдем молекулярные массы веществ:
Молярная масса карбоната кальция (CaCO₃):
- Ca: 40,08 г/моль
- C: 12,01 г/моль
- O: 16,00 г/моль × 3 = 48,00 г/моль
- Итого: 40,08 + 12,01 + 48,00 = 100,09 г/моль
Молярная масса нитрата кальция (Ca(NO₃)₂):
- Ca: 40,08 г/моль
- N: 14,01 г/моль × 2 = 28,02 г/моль
- O: 16,00 г/моль × 6 = 96,00 г/моль
- Итого: 40,08 + 28,02 + 96,00 = 164,10 г/моль
Теперь посмотрим на стехиометрию реакции. Из одного моль карбоната кальция получается один моль нитрата кальция.
Теперь рассчитаем, сколько моль карбоната кальция у нас есть:
\[ 200 \, \text{кг} \times 1000 \, \text{г/кг} = 200000 \, \text{г} \] \[ \text{Количество моль CaCO}_3 = \frac{200000 \, \text{г}}{100,09 \, \text{г/моль}} \approx 1997,9 \, \text{моль} \]
Согласно реакции, на это количество карбоната кальция мы получим такое же количество моль нитрата кальция:
\[ 1997,9 \, \text{моль} \times 164,10 \, \text{г/моль} \approx 328,31 \, \text{кг} \]
Теперь найдем выход реакции. Выход реакции определяется как отношение массы полученного продукта (нитрата кальция) к теоретически возможной массе, умноженное на 100%:
\[ \text{Выход} = \left( \frac{311,6 \, \text{кг}}{328,31 \, \text{кг}} \right) \times 100\% \]
Теперь проведем расчет:
\[ \text{Выход} \approx \left( \frac{311,6}{328,31} \right) \times 100 \approx 94,9\% \]
Округляя, получаем выход реакции равным:
95%.
