Чтобы определить объем оксида углерода (IV) (CO₂), выделяющегося при обжиге известняка, необходимо сначала рассмотреть химическую реакцию. Известняк, состоящий в основном из карбоната кальция (CaCO₃), при нагревании распадается на оксид кальция (CaO) и углерод диоксид (CO₂):
[ \text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2 ]
При этом мы можем использовать следующую информацию:
- Известняк содержит 8% углерода в виде CaCO₃.
- Молекулярная масса CaCO₃ примерно 100 г/моль.
- Молекулярная масса CO₂ примерно 44 г/моль.
Сначала найдем массу CaCO₃ в 250 кг известняка:
[ 250 , \text{кг} \times 0,08 = 20 , \text{кг} , \text{CaCO}_3 ]
Затем определим количество моль CaCO₃:
[ \frac{20 , \text{кг}}{0,1 , \text{кг/моль}} = 200 , \text{моль} , \text{CaCO}_3 ]
Каждый моль CaCO₃ выделяет 1 моль CO₂, поэтому:
[ 200 , \text{моль} , \text{CaCO}_3 \rightarrow 200 , \text{моль} , \text{CO}_2 ]
Теперь найдем объем CO₂ при нормальных условиях (н.у.):
1 моль газа при нормальных условиях занимает приблизительно 22,4 литра. Следовательно, объем CO₂ будет:
[ 200 , \text{моль} \times 22,4 , \text{л/моль} = 4480 , \text{л} ]
Таким образом, при обжиге 250 кг известняка, содержащего 8% карбоната кальция, выделится примерно 4480 литров оксида углерода (IV).