Для решения задачи о расчете объема углекислого газа (CO₂), который выделился при взаимодействии карбоната натрия (Na₂CO₃) с азотной кислотой (HNO₃), нам нужно следовать нескольким шагам.
Шаг 1: Определение количества карбоната натрия
Мы знаем, что у нас есть 230 г раствора, содержащего 10% карбоната натрия. Сначала рассчитаем массу карбоната натрия в растворе:
[
\text{масса Na}_2\text{CO}_3 = 230 , \text{г} \times 0.10 = 23 , \text{г}
]
Шаг 2: Запись уравнения реакции
Карбонат натрия реагирует с азотной кислотой по следующему уравнению:
[
\text{Na}_2\text{CO}_3 + 2 \text{HNO}_3 \rightarrow 2 \text{NaNO}_3 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow
]
Из уравнения видно, что 1 моль Na₂CO₃ дает 1 моль CO₂.
Шаг 3: Расчет молей карбоната натрия
Теперь нам нужно найти количество моль карбоната натрия. Для этого нам нужна молярная масса Na₂CO₃. Молярная масса (г/моль) рассчитывается как:
- Na: 22.99 г/моль × 2 = 45.98 г/моль
- C: 12.01 г/моль × 1 = 12.01 г/моль
- O: 16.00 г/моль × 3 = 48.00 г/моль
Итак, молярная масса Na₂CO₃ равна:
[
45.98 + 12.01 + 48.00 = 105.99 , \text{г/моль}
]
Теперь рассчитаем количество моль Na₂CO₃ в 23 г:
[
\text{моли Na}_2\text{CO}_3 = \frac{23 , \text{г}}{105.99 , \text{г/моль}} \approx 0.217 , \text{моль}
]
Шаг 4: Определение количества углекислого газа
Так как согласно уравнению реакции 1 моль Na₂CO₃ дает 1 моль CO₂, то количество CO₂ также будет 0.217 моль.
Шаг 5: Расчет объема углекислого газа
При нормальных условиях (н.у.) 1 моль любого газа занимает объем 22.4 л. Таким образом, объем углекислого газа, который выделился:
[
\text{объем CO}_2 = 0.217 , \text{моль} \times 22.4 , \text{л/моль} \approx 4.87 , \text{л}
]
Ответ
Объем углекислого газа, выделившегося при взаимодействии карбоната натрия с азотной кислотой, составляет примерно 4.87 литра.
