Question

Какой объём газа, измеренный при температуре 22*С и давлении 98кПа, выделится, если к раствору массой 230г. с массовой долей карбоната натрия 15% прилить раствор массой 220г. с массовой долей хлороводорода 20%? ответ: 6,26л

Answer 1

Запишем уравнение реакции:

Na2CO3 + 2HCL => 2NaCL + CO2 + H2O

Найдём массы веществ кислоты и соли и переведём в кол-ва в-ва:

m(в-ва Na2CO3) = 230г * 0,15 = 34,5г

m(в-ва HCL) = 220г * 0,20 = 44г

n(Na2CO3) = 34,5г / 106 г/моль ≈ 0,33 моль

n(HCL) = 44г / 36.5 г/моль ≈ 1,21 моль

Заметим, что на один моль карбоната натрия приходится 2 моль кислоты, значит кислота - в избытке. Считаем по соли:

n(Na2CO3) = n(CO2) = 0,33 моль

Реакции происходили вне н.у., а значит будем рассчитывать объём по формуле Менделеева-Клапейрона.

PV=nRT, где P = давление (кПа),  V = объём (литр), n = кол-во в-ва (моль), R - газовая постоянная (Дж/моль*К), T - температура (К)

22°С = 296 К

V = nRT/P = 0,33 моль * 296К * 8.31 Дж/моль*К / 98кПа = 8,27 л.

Видимо опечатка есть в сборнике, либо в вашем вопросе. Если ответ 6,26 л, то кол-ва вещества должно быть 0,25 моль, а в дано другие данные...

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон Генри. Закон Генри гласит, что количество газа, растворенного в жидкости, прямо пропорционально давлению этого газа над жидкостью.

Сначала найдём количество растворенного газа в каждом растворе, используя массовую долю и молярную массу компонентов.

Для раствора с карбонатом натрия: Массовая доля карбоната натрия = 15% Масса раствора = 230 г

Масса карбоната натрия = массовая доля × масса раствора = 0.15 × 230 г = 34.5 г

Молярная масса карбоната натрия (Na2CO3) = 105.99 г/моль

Количество молей карбоната натрия = масса карбоната натрия / молярная масса = 34.5 г / 105.99 г/моль = 0.325 моль

Аналогично для раствора с хлороводородом: Массовая доля хлороводорода = 20% Масса раствора = 220 г

Масса хлороводорода = массовая доля × масса раствора = 0.20 × 220 г = 44 г

Молярная масса хлороводорода (HCl) = 36.46 г/моль

Количество молей хлороводорода = масса хлороводорода / молярная масса = 44 г / 36.46 г/моль = 1.206 моль

Теперь мы можем использовать закон Генри, чтобы найти объём газа, выделенного при смешении растворов.

Объём газа можно выразить следующим образом:

V = k * P

где V - объём газа, выделенного при смешении растворов, k - коэффициент Генри, P - давление газа над раствором.

Для каждого раствора коэффициент Генри будет разным, но для простоты задачи мы будем считать его постоянным. Давление газа над раствором будет равно атмосферному давлению, так как газ смешивается в открытой системе.

Предположим, что k1 и k2 - коэффициенты Генри для карбоната натрия и хлороводорода соответственно.

V1 = k1 * P V2 = k2 * P

Поскольку k1 и k2 постоянные, мы можем сравнить отношение объёмов газов:

V1 / V2 = (k1 * P) / (k2 * P) = k1 / k2

Теперь, чтобы найти отношение объёмов газов, нам нужно знать значения коэффициентов Генри для карбоната натрия и хлороводорода. Если эти значения даны в условии задачи, мы можем использовать их для решения.