Дано:
- Масса технического образца MgCO₃: m_образца = 420 г
- Объем выделенного CO₂: V_CO₂ = 89,6 л
- Взаимодействие происходит с избытком HNO₃, продукт — CO₂
Задача: определить массовую долю примесей в образце MgCO₃.
Шаг 1. Определение количества вещества CO₂
Используем уравнение и закон Авогадра:
[
n_{CO₂} = \frac{V_{CO₂}}{V_m}
]
где (V_m = 22,4) л/моль — молярный объем газа при н.у.
[
n_{CO₂} = \frac{89,6}{22,4} = 4,0, \text{моль}
]
Шаг 2. Связь CO₂ с MgCO₃
Молекулярная формула MgCO₃:
[
MgCO_3 \to MgO + CO_2
]
одна молекула MgCO₃ дает 1 моль CO₂.
Следовательно:
[
n_{MgCO_3} = 4,0, \text{моль}
]
Шаг 3. Расчет массы MgCO₃, участвующего в реакции
Молярная масса MgCO₃:
[
M_{MgCO_3} = 24,3 + 12 + (3 \times 16) = 24,3 + 12 + 48 = 84,3, \text{г/моль}
]
Масса MgCO₃, участвующего в реакции:
[
m_{MgCO_3,факт}} = n_{MgCO_3} \times M_{MgCO_3} = 4,0 \times 84,3 = 337,2, \text{г}
]
Шаг 4. Определение примесей
Масса образца — 420 г. Масса реакции — 337,2 г, значит, масса примесей:
[
m_{примесей} = 420 - 337,2 = 82,8, \text{г}
]
Шаг 5. Массовая доля примесей
[
w_{примесей} = \frac{m_{примесей}}{m,образца} \times 100% = \frac{82,8}{420} \times 100% \approx 19,71%
]
Ответ:
Массовая доля примесей в техническом образце MgCO₃ составляет примерно 19,7%.
