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

Для решения задачи начнем с того, чтобы понять, какие реакции происходят и какие данные нам нужны.

Шаг 1: Определение вещества и реакции

У нас есть уксусная кислота (CH₃COOH) и мел (CaCO₃). При взаимодействии уксусной кислоты с мелом происходит реакция, в результате которой образуется углекислый газ (CO₂), вода (H₂O) и ацетат кальция (Ca(CH₃COO)₂).

Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[ 2 \, \text{CH}_3\text{COOH} + \text{CaCO}_3 \rightarrow \text{Ca(CH}_3\text{COO)}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \]

Шаг 2: Определение количества уксусной кислоты

Мы знаем, что у нас есть 60 г 10% раствора уксусной кислоты. Это значит, что 10% от 60 г — это масса уксусной кислоты.

\[ \text{Масса уксусной кислоты} = 0,10 \times 60 \, \text{г} = 6 \, \text{г} \]

Шаг 3: Определение количества мела

Теперь у нас есть 10 г мела (CaCO₃). Теперь найдем количество уксусной кислоты и мела в молях.

Молярные массы:

• Молярная масса CH₃COOH ≈ 60 г/моль
• Молярная масса CaCO₃ ≈ 100 г/моль

Теперь рассчитаем количество уксусной кислоты в молях:

\[ n(\text{CH}_3\text{COOH}) = \frac{m}{M} = \frac{6 \, \text{г}}{60 \, \text{г/моль}} = 0,1 \, \text{моль} \]

И количество мела в молях:

\[ n(\text{CaCO}_3) = \frac{m}{M} = \frac{10 \, \text{г}}{100 \, \text{г/моль}} = 0,1 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Сравнение моль уксусной кислоты с моль мела

Согласно уравнению реакции, необходимо 2 моль уксусной кислоты на 1 моль мела:

\[ 2 \, \text{mol CH}_3\text{COOH} + 1 \, \text{mol CaCO}_3 \]

Нужно 0,1 моль мела, следовательно, для реакции нам понадобится:

\[ 0,1 \, \text{моль CaCO}_3 \rightarrow 0,1 \times 2 = 0,2 \, \text{моль CH}_3\text{COOH} \]

У нас только 0,1 моль уксусной кислоты, следовательно, уксусная кислота является лимитирующим реактивом.

Шаг 5: Рассчет объема CO₂

На каждую 2 моль уксусной кислоты получается 1 моль CO₂.

Следовательно, от 0,1 моль уксусной кислоты получится:

\[ n(\text{CO}_2) = \frac{0,1}{2} = 0,05 \, \text{моль CO}_2 \]

Шаг 6: Расчет объема CO₂ при нормальных условиях

Используем закон Авогадро: 1 моль газа занимает 22,4 л (при нормальных условиях):

\[ V(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \times 22,4 \, \text{л/моль} = 0,05 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 1,12 \, \text{л} \]

Ответ

Объем углекислого газа (CO₂), полученного при реакции, составляет 1,12 литра.