Для того чтобы определить массу кальцинированной соды, которая может прореагировать с 6,4 кг кварцевого песка, нужно сначала рассчитать массу основного вещества (кремнезема, SiO₂) в песке.
- Рассчитаем массу основного вещества в песке:
[
\text{Масса SiO₂} = \text{масса песка} \times \frac{\text{содержание SiO₂}}{100} = 6,4 , \text{кг} \times 0,9375 = 6,0 , \text{кг}
]
- В реакции между кальцинированной содой (Na₂CO₃) и кремнеземом (SiO₂) на основе известной реакции нейтрализации получается натриевый силикат (Na₂SiO₃):
[
Na₂CO₃ + SiO₂ \rightarrow Na₂SiO₃ + CO₂
]
Это уравнение показывает, что один моль Na₂CO₃ реагирует с одним молем SiO₂.
- Теперь находим количество молей SiO₂ в 6,0 кг:
Молярная масса SiO₂ = 28,09 (Si) + 16,00 × 2 (O) = 60,09 г/моль
Количество молей SiO₂:
[
n_{SiO₂} = \frac{6000 , \text{г}}{60,09 , \text{г/моль}} \approx 99,74 , \text{моль}
]
Поскольку моли Na₂CO₃ равны количеству молей SiO₂, количество моль Na₂CO₃ тоже будет около 99,74 моль.
Считаем массу кальцинированной соды (Na₂CO₃):
Молярная масса Na₂CO₃ = 22,99 × 2 (Na) + 12,01 (C) + 16,00 × 3 (O) = 105,99 г/моль
Масса Na₂CO₃:
[
\text{Масса Na₂CO₃} = n_{Na₂CO₃} \times \text{молярная масса Na₂CO₃ = 99,74 , \text{моль} \times 105,99 , \text{г/моль}} \approx 10583,56 , \text{г} = 10,58 , \text{кг}
]
Ответ: для реакции с 6,4 кг кварцевого песка потребуется около 10,58 кг кальцинированной соды.
