Чтобы найти массу карбоната бария (BaCO₃), необходимого для получения 22 литров углекислого газа (CO₂), нам нужно использовать закон сохранения массы и уравнение реакции.
Шаг 1: Запись уравнения реакции
Реакция разложения карбоната бария выглядит следующим образом:
[ \text{BaCO}_3 (s) \rightarrow \text{BaO} (s) + \text{CO}_2 (g) ]
Шаг 2: Определение объема углекислого газа
Согласно условиям задачи, нам нужно получить 22 литра углекислого газа (CO₂). При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем приблизительно 22,4 литра.
Шаг 3: Расчет количества молей углекислого газа
Чтобы выяснить, сколько молей CO₂ соответствует 22 литрам, используем формулу:
[
n = \frac{V}{V_m}
]
где:
- ( n ) — количество молей газа,
- ( V ) — объем газа (22 л),
- ( V_m ) — молярный объем газа (22,4 л/моль).
Подставляем значения:
[
n = \frac{22 , \text{л}}{22,4 , \text{л/моль}} \approx 0,982 , \text{моль}
]
Шаг 4: Определение стехиометрии реакции
Согласно уравнению реакции, 1 моль карбоната бария разлагается, образуя 1 моль углекислого газа. Значит, для получения 0,982 моль CO₂ нам потребуется 0,982 моль карбоната бария.
Шаг 5: Расчет массы карбоната бария
Теперь найдем массу карбоната бария. Молярная масса карбоната бария (BaCO₃) составляет:
- Молярная масса Ba = 137 г/моль,
- Молярная масса C = 12 г/моль,
- Молярная масса O = 16 г/моль × 3 = 48 г/моль.
Следовательно, общая молярная масса BaCO₃:
[
M_{\text{BaCO}_3} = 137 , \text{г/моль} + 12 , \text{г/моль} + 48 , \text{г/моль} = 197 , \text{г/моль}
]
Теперь расчет массы:
[
m = n \cdot M_{\text{BaCO}_3
]
[
m = 0,982 , \text{моль} \cdot 197 , \text{г/моль} \approx 193,5 , \text{г}
]
Ответ
Таким образом, масса карбоната бария, необходимая для получения 22 литров углекислого газа, составляет примерно 193,5 грамма.
