Решить задачу Какой объем углекислого газа (н.у.) выделится при действии раствора, содержащего 50г серной кислоты, на 25г карбоната кальция
Для решения этой задачи сначала нужно написать уравнение реакции между серной кислотой (H₂SO₄) и карбонатом кальция (CaCO₃):
\[ H_2SO_4 + CaCO_3 \rightarrow CaSO_4 + CO_2 + H_2O \]
Теперь определим, сколько моль серной кислоты и карбоната кальция у нас есть.
Рассчитаем количество вещества H₂SO₄:
- Молярная масса H₂SO₄: 2(1) + 32 + 4(16) = 98 г/моль
- Количество вещества H₂SO₄: \[ n(H_2SO_4) = \frac{m}{M} = \frac{50\, \text{г}}{98\, \text{г/моль}} \approx 0,51\, \text{моль} \]
Рассчитаем количество вещества CaCO₃:
- Молярная масса CaCO₃: 40 + 12 + 3(16) = 100 г/моль
- Количество вещества CaCO₃: \[ n(CaCO_3) = \frac{m}{M} = \frac{25\, \text{г}}{100\, \text{г/моль}} = 0,25\, \text{моль} \]
Теперь определим, какой реагент будет лимитирующим.
- По уравнению реакции на 1 моль H₂SO₄ требуется 1 моль CaCO₃. Значит:
- Для 0,51 моль H₂SO₄ требуется 0,51 моль CaCO₃.
- Однако у нас есть только 0,25 моль CaCO₃.
Это означает, что CaCO₃ является лимитирующим реагентом.
Теперь рассчитаем, сколько CO₂ выделится:
- По уравнению реакции:
- 1 моль CaCO₃ дает 1 моль CO₂.
Таким образом, из 0,25 моль CaCO₃ выделится 0,25 моль CO₂.
Теперь найдем объем углекислого газа (n.у.):
- Объем 1 моль газа при нормальных условиях (н.у.) составляет 22,4 л.
Следовательно, объем CO₂ будет равен: \[ V(CO_2) = n(CO_2) \cdot 22.4\, \text{л/моль} = 0.25\, \text{моль} \cdot 22.4\, \text{л/моль} = 5.6\, \text{л} \]
Таким образом, объем углекислого газа, который выделится при реакции, составляет 5,6 л.
