Дано:
Объем смеси воздуха и углекислого газа: ( V = 33,6 , \text{л} )
Относительная плотность смеси по водороду: ( d = 18,42 )
- Найдем молярную массу смеси воздуха и углекислого газа.
Молярная масса воздуха: ( M_{\text{возд}} = 28,8 , \text{г/моль} )
Молярная масса углекислого газа: ( M_{\text{CO}_2} = 44 , \text{г/моль} )
Так как смесь состоит из воздуха и углекислого газа, то можем записать уравнение:
[ V = n_{\text{возд}} \cdot M_{\text{возд}} + n_{\text{CO}2} \cdot M{\text{CO}2} ]
где:
( n{\text{возд}} ) - количество молей воздуха
( n_{\text{CO}_2} ) - количество молей углекислого газа
- Найдем количество молей воздуха ( n_{\text{возд}} ) и углекислого газа ( n_{\text{CO}_2} ).
Пусть ( x ) - количество молей углекислого газа, тогда количество молей воздуха будет ( 18,42x ), используя относительную плотность.
Уравнение для количества молей:
[ V = 28,8 \cdot 18,42x + 44x ]
[ 33,6 = 529,536x + 44x ]
[ 33,6 = 573,536x ]
[ x = \frac{33,6}{573,536} \approx 0,0585 , \text{моль} ]
Теперь найдем массу гидрокарбоната натрия, которая будет получена путем пропускания данной смеси через раствор гидроксида натрия.
- Поскольку углекислый газ ( ( \text{CO}_2 ) ) реагирует с гидроксидом натрия ( ( \text{NaOH} ) ) по уравнению:
[ \text{CO}_2 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{O} ]
Здесь для 1 молекулы ( \text{CO}2 ) требуется 2 молекулы ( \text{NaOH} ) для реакции. Получим количество моль ( \text{NaOH} ), необходимых для реакции:
[ n{\text{NaOH}} = 2 \times 0,0585 \approx 0,117 , \text{моль} ]
- Теперь рассчитаем массу гидрокарбоната натрия, образовавшуюся в результате реакции.
Молярная масса ( \text{Na}_2\text{CO}_3 = 106 , \text{г/моль} )
Масса ( \text{Na}2\text{CO}3 ):
[ \text{M} = n{\text{NaOH}} \cdot \text{MM}{\text{Na}_2\text{CO}_3} ]
[ \text{M} = 0,117 \cdot 106 \approx 12,402 , \text{г} ]
Итак, масса гидрокарбоната натрия, которую можно получить при пропускании смеси через раствор гидроксида натрия, составляет приблизительно 12,402 г.
