Давайте разберемся с задачей подробно и пошагово.
Дано:
- Масса углекислого газа (CO₂): 2,64 г
- Масса гидроксида натрия (NaOH): 2 г
Задача: определить массу гидрокарбоната натрия (NaHCO₃), которая образуется при пропускании этого количества CO₂ через раствор NaOH.
Шаг 1. Записать химическую реакцию
реакция между гидроксидом натрия и углекислым газом идет по следующей реакции:
[
\text{NaOH} + \text{CO}_2 \rightarrow \text{NaHCO}_3
]
То есть:
- На 1 молекулу NaOH реагирует 1 молекула CO₂,
- Образуется 1 молекула NaHCO₃ (гидрокарбонат натрия).
Шаг 2. Найти количество веществ (молярное соотношение)
Находим молярную массу веществ:
- NaOH: (23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль})
- CO₂: (12 + 2 \times 16 = 12 + 32 = 44 \text{ г/моль})
- NaHCO₃: (23 + 1 + 12 + 3 \times 16 = 23 + 1 + 12 + 48 = 84 \text{ г/моль})
Шаг 3. Найти количество молей CO₂, прошедшего через раствор
используем формулу:
[
n = \frac{m}{M}
]
где:
- (m = 2{,}64, \text{г}),
- (M = 44, \text{г/моль}).
[
n_{\text{CO}_2} = \frac{2{,}64}{44} \approx 0{,}06, \text{моль}
]
Шаг 4. Определить количество образовавшегося NaHCO₃
по реакции:
[
\text{NaOH} + \text{CO}_2 \rightarrow \text{NaHCO}_3
]
1 молекула NaOH реагирует с 1 молекулой CO₂, таких же молей NaHCO₃ образуется:
[
n_{\text{NaHCO}3} = n{\text{CO}_2} = 0{,}06, \text{моль}
]
Шаг 5. Проверить, достаточно ли NaOH для реакции
наймем его молярное количество:
[
n_{\text{NaOH}} = \frac{2, \text{г}}{40, \text{г/моль}} = 0{,}05, \text{моль}
]
Общее количество NaOH — 0,05 моль, его меньше, чем 0,06 моль CO₂, т.е. NaOH полностью расходуется, а CO₂ излишек.
Но для реакции нужно столько NaOH, сколько CO₂, то есть 0,06 моль. Так как есть только 0,05 моль NaOH, он полностью расходуется (по реакции), а CO₂ — излишек.
**, поэтому реакция происходит до полного расходования NaOH, а количество NaHCO₃ образуемое — зависит от лимитирующего реагента — NaOH.
Следовательно, NaHCO₃ образуется:
[
n_{\text{NaHCO}3} = n{\text{NaOH}} = 0{,}05, \text{моль}
]
Шаг 6. Найти массу гидрокарбоната натрия
Масса NaHCO₃:
[
m_{\text{NaHCO}_3} = n \times M = 0{,}05 \times 84 = 4{,}2, \text{г}
]
Ответ:
Масса образовавшегося гидрокарбоната натрия составляет 4,2 г.
Если есть уточнения или нужен совет по другим вопросам — обращайтесь!
