Давайте подробно решим задачу по химии, шаг за шагом, чтобы понять, как определить массу карбоната магния, прореагировавшего с соляной кислотой, исходя из данных о выделившемся оксиде углерода (IV).
Дано:
- Объем CO₂, полученного при реакции: ( 8{,}96,л )
- Это 80% от теоретически возможного выхода.
Задача: Найти массу карбоната магния ((\mathrm{MgCO_3})), прореагировавшего.
Шаг 1. Определение теоретического объема CO₂
Объем CO₂ при полном реагировании — это 100% выхода.
Используем пропорцию:
[
\text{Объем CO₂ теоретический} = \frac{\text{данный объем}}{\text{доля выхода}} = \frac{8,96,л}{0{,}80} = 11,2,л
]
Итак, при полном выходе должно было быть выделено 11,2 л CO₂.
Шаг 2. Расчет количества молей CO₂ при теоретическом полном выходе
Используем уравнение состояния идеального газа при н.у.:
[
PV = nRT
]
При стандартных условиях (( P = 1,атм ), ( T= 273,К ), ( R = 0,0821,л \cdot \text{атм} / \text{моль} \cdot \text{К} ))
Объем 1 моль газа при н.у. равен 22,4 л.
Следовательно:
[
n_{\text{CO}_2} = \frac{\text{Объем (л)}}{22,4,л/моль}
]
Для теоретического объема:
[
n_{\text{CO}_2,\text{теор}} = \frac{11,2,л}{22,4,л/моль} = 0,5,моль
]
Шаг 3. Связь между CO₂ и карбонатом магния
Реакция между карбонатом магния и соляной кислотой:
[
\mathrm{MgCO_3} + 2,\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{MgCl_2} + \mathrm{CO₂} + \mathrm{H₂O}
]
Из уравнения видно, что:
- 1 моль (\mathrm{MgCO_3}) даст 1 моль CO₂.
Значит, количество карбоната магния, прореагировавшего, равно количеству выделившегося CO₂.
Теоретическое количество карбоната:
[
n_{\mathrm{MgCO_3}} = 0,5,моль
]
Шаг 4. Расчет массы карбоната магния
Молярная масса (\mathrm{MgCO_3}):
[
\mathrm{Mg} = 24,3,г/моль, \quad \mathrm{C} = 12,0,г/моль, \quad \mathrm{O} = 16,0,г/моль
]
[
M_{\mathrm{MgCO_3}} = 24,3 + 12,0 + (3 \times 16,0) = 24,3 + 12,0 + 48,0 = 84,3,г/моль
]
Масса:
[
m = n \times M = 0,5,моль \times 84,3,г/моль = 42,15,г
]
Ответ:
Масса карбоната магния, прореагировавшего, составляет approximately 42,15 г.
