Чтобы решить задачу, давайте сначала разберемся с реакцией между карбонатом натрия (Na2CO3) и соляной кислотой (HCl).
1. Уравнение реакции:
Карбонат натрия реагирует с соляной кислотой по следующему уравнению:
[
\text{Na}_2\text{CO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow 2\text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2
]
2. Вычисление чистого вещества:
У нас есть 15 грамм карбоната натрия, но он содержит 15% примесей. Это значит, что чистого Na2CO3 в нашем образце будет:
[
\text{Чистый Na}_2\text{CO}_3 = 15, \text{г} \times (1 - 0.15) = 15, \text{г} \times 0.85 = 12.75, \text{г}
]
3. Молярная масса Na2CO3:
Теперь вычислим молярную массу карбоната натрия (Na2CO3):
- Na (натрий) = 23 г/моль × 2 = 46 г/моль
- C (углерод) = 12 г/моль
- O (кислород) = 16 г/моль × 3 = 48 г/моль
Итак, молярная масса Na2CO3:
[
46, \text{г/моль} + 12, \text{г/моль} + 48, \text{г/моль} = 106, \text{г/моль}
]
4. Количество моль Na2CO3:
Теперь найдём количество моль Na2CO3 в 12.75 г:
[
n = \frac{m}{M} = \frac{12.75, \text{г}}{106, \text{г/моль}} \approx 0.1203, \text{моль}
]
5. Соотношение продуктов реакции:
Согласно уравнению реакции, 1 моль Na2CO3 дает 2 моль NaCl. Таким образом, количество моль NaCl, которое образуется из 0.1203 моль Na2CO3:
[
n(\text{NaCl}) = 2 \times n(\text{Na}_2\text{CO}_3) = 2 \times 0.1203, \text{моль} \approx 0.2406, \text{моль}
]
6. Молярная масса NaCl:
Теперь вычислим молярную массу хлорида натрия (NaCl):
- Na = 23 г/моль
- Cl (хлор) = 35.5 г/моль
Молярная масса NaCl:
[
23, \text{г/моль} + 35.5, \text{г/моль} = 58.5, \text{г/моль}
]
7. Масса NaCl, образующегося в реакции:
Теперь найдем массу NaCl, образующегося из 0.2406 моль:
[
m = n \times M = 0.2406, \text{моль} \times 58.5, \text{г/моль} \approx 14.095, \text{г}
]
Таким образом, при обработке 15 грамм карбоната натрия с 15% примесей образуется приблизительно 14.1 грамм хлорида натрия.
