Для того чтобы найти объем углекислого газа (CO₂), который образуется в результате реакции между карбонатом кальция (CaCO₃) и серной кислотой (H₂SO₄), сначала нужно записать уравнение реакции:
\[ CaCO₃ + H₂SO₄ \rightarrow CaSO₄ + CO₂ + H₂O \]
Теперь определим, сколько моль каждой из реагирующих веществ у нас есть.
Находим количество молей CaCO₃:
- Молярная масса CaCO₃ = 40 (Ca) + 12 (C) + 3 × 16 (O) = 100 г/моль.
- Количество моль = масса / молярная масса = 10 г / 100 г/моль = 0,1 моль.
Находим количество молей H₂SO₄:
- Молярная масса H₂SO₄ = 2 × 1 (H) + 32 (S) + 4 × 16 (O) = 98 г/моль.
- Количество моль = 30 г / 98 г/моль ≈ 0,306 моль.
Теперь мы можем определить, какое количество углекислого газа (CO₂) образуется. Смотрим на уравнение реакции:
- 1 моль CaCO₃ реагирует с 1 моль H₂SO₄, образуя 1 моль CO₂.
Поскольку у нас 0,1 моль CaCO₃ и 0,306 моль H₂SO₄, то CaCO₃ является лимитирующим реагентом. Это значит, что именно его количество определяет, сколько CO₂ образуется.
Следовательно, количество образующегося CO₂ будет равно количеству CaCO₃, т.е. 0,1 моль.
Теперь, чтобы найти объем углекислого газа при нормальных условиях (0°C и 1 атмосфера), используем закон авогадро: 1 моль газа занимает 22,4 литра.
Объем CO₂ = количество моль CO₂ × 22,4 л/моль = 0,1 моль × 22,4 л/моль = 2,24 л.
Таким образом, объем углекислого газа, получаемого в результате реакции, составляет 2,24 литра.
