рассчитайте объем СО2, полученного при реакции 60 г 10% раствора уксусной кислоты и 10 г мела

Для решения этой задачи, давайте подробно разберем реакцию между уксусной кислотой и мелом, а затем рассчитаем объем полученного углекислого газа (CO₂).

Шаг 1: Определение реагентов и реакции

Уксусная кислота (CH₃COOH) реагирует с кальций карбонатом (CaCO₃), который содержится в мелу, по следующему уравнению реакции:

\[ \text{CH}_3\text{COOH} + \text{CaCO}_3 \rightarrow \text{Ca(CH}_3\text{COO)}_2 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \]

Шаг 2: Находим массу уксусной кислоты в растворе

Мы знаем, что у нас есть 60 г 10% раствора уксусной кислоты. Чтобы найти массу уксусной кислоты, используем формулу:

\[ \text{масса уксусной кислоты} = \text{масса раствора} \times \frac{\text{процент}}{100} \]

\[ \text{масса уксусной кислоты} = 60 \, \text{г} \times \frac{10}{100} = 6 \, \text{г} \]

Шаг 3: Подсчет числа молей уксусной кислоты

Теперь найдем число молей уксусной кислоты. Молярная масса уксусной кислоты (CH₃COOH) составит:

• C: 12 г/моль (2 атома)
• H: 1 г/моль (4 атома)
• O: 16 г/моль (2 атома)

Молярная масса CH₃COOH = 122 + 14 + 16*2 = 60 г/моль.

Теперь подсчитаем количество молей уксусной кислоты:

\[ n_{\text{уксусной кислоты}} = \frac{m_{\text{уксусной кислоты}}}{M_{\text{уксусной кислоты}}} = \frac{6 \, \text{г}}{60 \, \text{г/моль}} = 0.1 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Подсчет числа молей мела

Теперь найдем число молей кальция карбоната, который находится в мелу:

Молярная масса CaCO₃:

• Ca: 40 г/моль
• C: 12 г/моль
• O: 16 г/моль (3 атома)

Молярная масса CaCO₃ = 40 + 12 + 16*3 = 100 г/моль.

Теперь подсчитаем количество молей мела:

\[ n_{\text{мела}} = \frac{m_{\text{мела}}}{M_{\text{мела}}} = \frac{10 \, \text{г}}{100 \, \text{г/моль}} = 0.1 \, \text{моль} \]

Шаг 5: Определение лимитирующего реагента

По уравнению реакции видно, что уксусная кислота реагирует с кальций карбонатом в соотношении 1:1. У нас есть 0.1 моль уксусной кислоты и 0.1 моль мела, следовательно, оба реагента будут реагировать полностью, и ни один из них не будет являться лимитирующим.

Шаг 6: Подсчет объема углекислого газа

Согласно уравнению реакции, на 1 моль уксусной кислоты получается 1 моль углекислого газа. Следовательно, мы получим 0.1 моль CO₂.

При нормальных условиях (0°C и 1 атм), 1 моль газа занимает объем 22.4 л.

Теперь можем найти объем выделившегося CO₂:

\[ V_{\text{CO}_2} = n_{\text{CO}_2} \times V_{\text{моля}} = 0.1 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 2.24 \, \text{л} \]

Ответ:

Объем углекислого газа, полученного при реакции, составляет 2.24 литра.