Определите степень термического разложения карбоната кальция, если известно, что после непродолжительного прокаливания 40 г карбоната кальция масса твердого остатка составила 31,2…

Чтобы понять, как определить степень термического разложения карбоната кальция (CaCO₃), давайте сначала разберем сам процесс разложения.

1. Реакция разложения: Карбонат кальция при нагревании разлагается на оксид кальция (CaO) и углекислый газ (CO₂): \[ \text{CaCO}_3 (s) \rightarrow \text{CaO} (s) + \text{CO}_2 (g) \]

2. Молярные массы: Для определения степени разложения нам нужно знать молярные массы веществ:

   • Молярная масса CaCO₃: \[ 40 (\text{Ca}) + 12 (\text{C}) + 3 \times 16 (\text{O}) = 100 \text{ г/моль} \]
   • Молярная масса CaO: \[ 40 (\text{Ca}) + 16 (\text{O}) = 56 \text{ г/моль} \]

3. Определение массы продуктов реакции: Из 40 г карбоната кальция после разложения остается 31,2 г оксида кальция. Остаток — это углекислый газ, который был выделен в газообразной форме.

4. Вычисление массы углекислого газа: Масса углекислого газа (CO₂), выделившегося при разложении: \[ \text{ massa CO}_2 = \text{начальная масса CaCO}_3 - \text{масса CaO} \] \[ \text{massa CO}_2 = 40 \text{ г} - 31,2 \text{ г} = 8,8 \text{ г} \]

5. Количество молей CaCO₃: Теперь мы определим, сколько молей карбоната кальция мы использовали: \[ n(\text{CaCO}_3) = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} = \frac{40 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 0,4 \text{ моль} \]

6. Соотношение образовавшихся веществ: По уравнению реакции: 1 моль CaCO₃ дает 1 моль CaO и 1 моль CO₂. Значит, мы должны получить 0,4 моль CaO и 0,4 моль CO₂.

7. Расчет фактической массы CaO, образовавшейся при разложении: Масса CaO, которая должна была получиться: \[ m(\text{CaO}) = n(\text{CaO}) \times \text{молярная масса CaO} = 0,4 \text{ моль} \times 56 \text{ г/моль} = 22,4 \text{ г} \]

8. Определение степени разложения: Теперь мы можем найти степень разложения. Степень разложения — это отношение фактически образовавшегося вещества к количеству исходного вещества: \[ \text{Степень разложения} = \frac{m(\text{CaO, фактическая})}{m(\text{CaO, теоретическая})} = \frac{31,2 \text{ г}}{40 \text{ г}} = 0,78 \] В процентах это: \[ \text{Степень разложения, в \%} = 0,78 \times 100 = 78\% \]

Таким образом, степень термического разложения карбоната кальция составляет 78%.