Какой объём углекислого газа выделиться при взаимодействии серной кислоты с 4 г карбоната кальция
Чтобы решить задачу о том, какой объём углекислого газа выделится при взаимодействии серной кислоты с карбонатом кальция, сначала разберём химическую реакцию, которая здесь происходит.
1. Запись реакции
Когда серная кислота (H₂SO₄) взаимодействует с карбонатом кальция (CaCO₃), происходит следующая реакция:
\[ \text{CaCO}_3 (s) + \text{H}_2\text{SO}_4 (aq) \rightarrow \text{CaSO}_4 (aq) + \text{CO}_2 (g) + \text{H}_2\text{O} (l) \]
2. Определение молекулярной массы
Теперь найдем молекулярную массу карбоната кальция (CaCO₃):
- Молекулярная масса кальция (Ca) = 40 г/моль
- Молекулярная масса углерода (C) = 12 г/моль
- Молекулярная масса кислорода (O) = 16 г/моль (в 3-х атомах O, значит 16*3 = 48 г/моль)
Суммируем: \[ \text{M(CaCO}_3\text{)} = 40 + 12 + 48 = 100 \text{ г/моль} \]
3. Определение молей карбоната кальция
Теперь можно рассчитать количество молей карбоната кальция, использовав формулу:
\[ n = \frac{m}{M} \]
где:
- \( n \) — количество молей,
- \( m \) — масса (в нашем случае 4 г),
- \( M \) — молекулярная масса (100 г/моль).
Подставим числа:
\[ n = \frac{4 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 0.04 \text{ моль} \]
4. Определение количества углекислого газа
Из уравнения реакции видно, что из одного моля карбоната кальция выделяется 1 моль углекислого газа (CO₂). Таким образом, количество молей углекислого газа, выделившегося в реакции, будет равно количеству молей карбоната кальция:
\[ n_{\text{CO}_2} = 0.04 \text{ моль} \]
5. Определение объёма углекислого газа
При нормальных условиях (0 °C и 1 атм) 1 моль газа занимает объём 22.4 литра. Следовательно, объём углекислого газа можно найти по формуле:
\[ V = n \times V_m \]
где:
- \( V_m = 22.4 \text{ л/моль} \)
Подставим значения:
\[ V_{\text{CO}_2} = 0.04 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 0.896 \text{ л} \]
Ответ
Таким образом, при взаимодействии 4 г карбоната кальция с серной кислотой выделится приблизительно 0.896 литра углекислого газа.
