Для решения данной задачи начнем с записи уравнения реакции разложения карбоната бария (BaCO₃):
[
\text{BaCO}_3 (s) \rightarrow \text{BaO} (s) + \text{CO}_2 (g)
]
По уравнению реакции видно, что 1 моль карбоната бария разлагается на 1 моль оксида бария и 1 моль углекислого газа.
Шаг 1: Находим количество молей углекислого газа
Сначала определим, сколько молей углекислого газа (CO₂) содержится в 22 литрах:
Используем уравнение состояния газа:
[
PV = nRT
]
Где:
- ( P ) — давление (при нормальных условиях ( P (1 , atm) ))
- ( V ) — объем (22 л)
- ( n ) — количество молей
- ( R ) — универсальная газовая постоянная (0.0821 л·атм/(моль·К))
- ( T ) — температура (при нормальных условиях ( T (273 , K) ))
При нормальном температуре и давлении (0 °C и 1 atm) 1 моль газа занимает 22.4 литра. Отсюда:
[
n = \frac{V}{22.4} = \frac{22 , \text{л}}{22.4 , \text{л/моль}} \approx 0.982 , \text{моль}
]
Шаг 2: Находим количество мoles карбоната бария
Согласно уравнению реакции, 1 моль BaCO₃ дает 1 моль CO₂. Поэтому:
[
n_{\text{BaCO}3} = n{\text{CO}_2} \approx 0.982 , \text{моль}
]
Шаг 3: Находим массу карбоната бария
Теперь нам нужно найти массу карбоната бария. Для этого найдем молярную массу BaCO₃:
- Молярная масса Ba (барий) = 137.33 г/моль
- Молярная масса C (углерод) = 12.01 г/моль
- Молярная масса O (кислород) = 16.00 г/моль (в 3 кислородах = 3 * 16.00 = 48.00 г/моль)
Итак, молярная масса BaCO₃:
[
M_{\text{BaCO}_3} = 137.33 + 12.01 + 48.00 = 197.34 , \text{г/моль}
]
Теперь можем найти массу карбоната бария, используя количество молей:
[
m = n \cdot M = 0.982 , \text{моль} \cdot 197.34 , \text{г/моль} \approx 194.38 , \text{г}
]
Ответ
Таким образом, для получения 22 литров углекислого газа необходимо 194.38 г карбоната бария.
