Question

До розчину літій карбонату масою 200 г із масовою часткою солів 3,7% додали надлишок хлоридної кислоти. Обчисліть об'єм газу, що утворився (H.y.).​

Answer 1

Ответ:

Для вирішення цієї задачі необхідно знати хімічну реакцію між літій карбонатом (Li2CO3) і хлоридною кислотою (HCl). Давайте спочатку складемо реакцію балансу:

Li2CO3 + 2HCl -> 2LiCl + H2O + CO2

За хімічним рівнянням, одна молекула літій карбонату реагує з двома молекулами хлоридної кислоти, утворюючи дві молекули хлориду літію (LiCl), одну молекулу води (H2O) та одну молекулу вуглекислого газу (CO2).

Знаючи масу літій карбонату (200 г) та масову частку солів (3,7%), ми можемо обчислити масу солей у розчині:

Маса солей = 200 г * (3,7 / 100) = 7,4 г

Оскільки хлоридна кислота є надлишковим реагентом, вона повністю реагує з літій карбонатом. Тому маса утвореного газу (CO2) буде пропорційною до маси літій карбонату.

Знаючи молярну масу CO2 (44 г/моль) та масу літій карбонату (200 г), ми можемо обчислити кількість молей CO2, а потім перевести це в об'єм за допомогою ідеального газового закону.

Кількість молей CO2 = маса літій карбонату / молярна маса літій карбонату

Кількість молей CO2 = 200 г / 73,89 г/моль (молярна маса літій карбонату)

Об'єм CO2 = кількість молей CO2 * об'єм молярного газу (V = n * Vm)

Об'єм CO2 = кількість молей CO2 * 22,4 л/моль (об'єм молярного газу при нормальних умовах)

Answer 2

Для обчислення об'єму газу (H₂), який утворився під час реакції літій карбонату з хлоридною кислотою, спершу треба записати реакційне рівняння:

Li₂CO₃ + 2HCl -> 2LiCl + H₂O + CO₂

З реакційного рівняння видно, що один моль літій карбонату (Li₂CO₃) реагує з двома мольками хлоридної кислоти (HCl), утворюючи один моль газу водню (H₂). Таким чином, спершу ми повинні знайти кількість молей літій карбонату в заданому розчині.

Маса літій карбонату = 200 г Масова частка солей у літій карбонаті = 3.7%

Спочатку знайдемо масу літій карбонату у відсотках:

Маса солей = (3.7/100) * 200 г = 7.4 г

Тепер знайдемо масу літій карбонату без солей:

Маса літій карбонату без солей = Маса літій карбонату - Маса солей = 200 г - 7.4 г = 192.6 г

Далі, переведемо масу літій карбонату без солей у моль:

Маса молекулярна Li₂CO₃ = 2(6.94) + 12.01 + 3(16.00) = 6.94 + 12.01 + 48.00 = 66.95 г/моль

Кількість молей літій карбонату без солей = Маса літій карбонату без солей / Маса молекулярна Li₂CO₃ = 192.6 г / 66.95 г/моль ≈ 2.88 моль

Тепер, враховуючи стехіометрію реакції, ми знаємо, що кожен моль літій карбонату утворює один моль газу водню. Отже, кількість молей газу водню (H₂) дорівнює кількості молей літій карбонату без солей:

Кількість молей H₂ = 2.88 моль

Тепер ми можемо використовувати ідеальний газовий закон для обчислення об'єму газу водню при стандартних умовах (температура 0°C або 273 К, тиск 1 атмосфера):

V = (n * R * T) / P

де: V - об'єм газу (у літрах) n - кількість молей газу (у молях) R - газова стала (приблизно 0.0821 л·атм/(моль·К)) T - температура (у К) P - тиск (у атмосферах)

Температура взята за стандартних умов: 273 K Тиск також взятий за стандартних умов: 1 атмосфера

V = (2.88 моль * 0.0821 л·атм/(моль·К) * 273 K) / 1 атмосфера ≈ 64.7 л

Отже, об'єм газу водню (H₂), який утворився, становить приблизно 64.7 літрів.