При взаимодействии 10,8 г карбоната натрия, содержащего 20% примесей, с соляной кислотой выделился углекислый газ. Рассчитайте объем углекислого газа
Для решения задачи начнем с выяснения, сколько чистого карбоната натрия (Na₂CO₃) находится в 10,8 г вещества, содержащего 20% примесей.
Выемка чистого вещества: Сначала определим массу чистого карбоната натрия:
\[ \text{Масса чистого Na₂CO₃} = 10,8 \, \text{г} \times (1 - 0,20) = 10,8 \, \text{г} \times 0,80 = 8,64 \, \text{г} \]
Молярная масса Na₂CO₃: Вычислим молярную массу карбоната натрия:
- На натрий (Na): 2 × 23 г/моль = 46 г/моль
- На углерод (C): 12 г/моль
- На кислород (O): 3 × 16 г/моль = 48 г/моль
Сложив все, получаем:
\[ \text{ММ Na₂CO₃} = 46 \, \text{г/моль} + 12 \, \text{г/моль} + 48 \, \text{г/моль} = 106 \, \text{г/моль} \]
Количество моль Na₂CO₃: Теперь можем рассчитать количество моль карбоната натрия:
\[ n(\text{Na₂CO₃}) = \frac{8,64 \, \text{г}}{106 \, \text{г/моль}} \approx 0,0815 \, \text{моль} \]
Реакция с соляной кислотой: Реакция карбоната натрия с соляной кислотой выглядит так:
\[ \text{Na₂CO₃} + 2 \text{HCl} \rightarrow 2 \text{NaCl} + \text{H₂O} + \text{CO₂} \uparrow \]
Из уравнения видно, что на 1 моль Na₂CO₃ выделяется 1 моль CO₂.
Количество моль CO₂: Таким образом, количество моль углекислого газа будет равно количеству моль Na₂CO₃:
\[ n(\text{CO₂}) = n(\text{Na₂CO₃}) = 0,0815 \, \text{моль} \]
Объем углекислого газа: При нормальных условиях (0 °C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 литра. Следовательно, объем CO₂ можно рассчитать так:
\[ V(\text{CO₂}) = n(\text{CO₂}) \times 22,4 \, \text{л/моль} = 0,0815 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 1,828 \, \text{л} \]
Таким образом, объем углекислого газа, выделяющегося при реакции, составляет примерно 1,83 литра.
