Для определения массовой доли некарбонатных примесей в образце мрамора, сначала нужно выяснить, сколько углекислого газа (CO₂) выделилось в результате реакции.
Сначала найдем количество молей углекислого газа, выделившегося в реакции. При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газов занимает объем 22,4 л. Таким образом, количество молей CO₂ можно рассчитать по формуле:
[ n = \frac{V}{V_m} ]
где:
- ( V ) — объем газа (1.3 л),
- ( V_m ) — молярный объем (22.4 л/моль).
[ n_{CO_2} = \frac{1.3 , \text{л}}{22.4 , \text{л/моль}} \approx 0.058 , \text{моль} ]
Теперь, зная, что мрамор (состоящий из карбоната кальция, CaCO₃) реагирует с соляной кислотой (HCl), выделяя углекислый газ:
[ CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow ]
Из уравнения видно, что 1 моль CaCO₃ образует 1 моль CO₂. Соответственно, количество молей CaCO₃ будет таким же:
[ n_{CaCO_3} = n_{CO_2} \approx 0.058 , \text{моль} ]
Теперь найдем массу CaCO₃:
Молярная масса CaCO₃:
- Ca: 40 г/моль,
- C: 12 г/моль,
- O₃: 16 г/моль × 3 = 48 г/моль.
Таким образом:
[ M_{CaCO_3} = 40 + 12 + 48 = 100 , \text{г/моль} ]
Масса CaCO₃ в образце:
[ m_{CaCO_3} = n_{CaCO_3} \times M_{CaCO_3} = 0.058 , \text{моль} \times 100 , \text{г/моль} \approx 5.8 , \text{г} ]
Теперь мы можем определить массу некарбонатных примесей в образце мрамора:
[ m_{\text{примеси}} = m_{\text{образца}} - m_{CaCO_3} = 6 , \text{г} - 5.8 , \text{г} = 0.2 , \text{г} ]
Теперь рассчитаем массовую долю некарбонатных примесей:
[ w = \frac{m_{\text{примеси}}}{m_{\text{образца}}} \times 100% = \frac{0.2 , \text{г}}{6 , \text{г}} \times 100% \approx 3.33% ]
Таким образом, массовая доля некарбонатных примесей в образце мрамора составляет примерно 3.33%.
