Чтобы вычислить объем углекислого газа (CO₂), выделяющегося при взаимодействии соляной кислоты (HCl) с карбонатом кальция (CaCO₃), давайте разберем задачу шаг за шагом.
Шаг 1: Определение реакции
При реакции хлороводородной кислоты с карбонатом кальция происходит следующая реакция:
[
\text{CaCO}_3 + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2
]
Шаг 2: Подсчет массы активного вещества
У нас есть 146 г 20% раствора HCl. Рассчитаем массу чистой HCl в растворе:
[
\text{Масса HCl} = 0.2 \times 146 , \text{г} = 29.2 , \text{г}
]
Шаг 3: Вычисление количества вещества HCl
Теперь находим количество вещества HCl, используя молекулярную массу HCl (примерно 36.5 г/моль):
[
n(\text{HCl}) = \frac{m(\text{HCl})}{M(\text{HCl})} = \frac{29.2 , \text{г}}{36.5 , \text{г/моль}} \approx 0.801 , \text{моль}
]
Шаг 4: Определение количества необходимого CaCO₃
Согласно уравнению реакции, 1 моль CaCO₃ реагирует с 2 моль HCl. Значит, количество CaCO₃, необходимое для реакции с 0.801 моль HCl, равно:
[
n(\text{CaCO}_3) = \frac{0.801 , \text{моль HCl}}{2} \approx 0.4005 , \text{моль}
]
Шаг 5: Вывод количества CO₂
Согласно уравнению реакции, 1 моль CaCO₃ производит 1 моль CO₂, следовательно, количество CO₂ также равно:
[
n(\text{CO}_2) = n(\text{CaCO}_3) \approx 0.4005 , \text{моль}
]
Шаг 6: Вычисление объема CO₂
При нормальных условиях (0 °C и 1 атмосфера) 1 моль газа занимает объем 22.4 литра. Следовательно, объем CO₂:
[
V(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \times V_m = 0.4005 , \text{моль} \times 22.4 , \text{л/моль} \approx 8.96 , \text{л}
]
Ответ
Объем углекислого газа, полученного при взаимодействии 146 г 20% раствора соляной кислоты с карбонатом кальция, составляет примерно 8.96 литров.
