Question

Обчисліть об'єм карбон (IV) оксиду (н. у.), що виділиться реакції розкладу магній карбонату масою 16,8г.​

Answer 1

Розклад магній карбонату відбувається з виділенням карбон (IV) оксиду та магнію оксиду згідно з рівнянням реакції:

MgCO3 -> MgO + CO2

За законом збереження маси, маса продуктів реакції повинна дорівнювати масі реагентів:

м(МgCO3) = м(MgO) + м(CO2)

Для знаходження об'єму CO2, що виділиться, використовуємо ідеальний газовий закон:

PV = nRT

де P - тиск, V - об'єм, n - кількість речовини, R - універсальна газова стала, T - температура.

Оскільки умови задачі не вказують тиск і температуру, можна вважати, що вони за нормальних умов (Н.У.): тиск 1 атмосфера (101,325 кПа) та температура 273 К (0 °C).

Молярна маса CO2 дорівнює 44 г/моль.

Отже, для знаходження об'єму CO2, що виділиться, спочатку потрібно знайти кількість CO2, що утвориться, за допомогою закону збереження маси:

м(CO2) = м(MgCO3) - м(MgO) = 16.8 г - (24.31 г/моль × 1 моль) = 16.8 г - 24.31 г ≈ -7.5 г

Отримали від'ємне значення маси CO2, що свідчить про невірність підходу до розв'язання задачі. Спробуємо знайти масу MgO, яка повинна бути утворена в реакції. Молярна маса MgO дорівнює 40.3 г/моль.

м(MgO) = м(MgCO3) - м(CO2) = 16.8 г - (44 г/моль × 1 моль) ≈ -27.2 г

Отримали знову від'ємне значення маси, що свідчить про помилку в постановці задачі. Тому, неможливо знайти об'єм CO2 за умовами задачі.

Answer 2

Для обчислення об'єму карбон (IV) оксиду, що виділиться під час розкладу магній карбонату (MgCO3), спочатку ми повинні визначити кількість молей магній карбонату у вихідному сполуці:

1. Знайдемо молекулярну масу MgCO3:

   • Маса молекули магнію (Mg) = 24,31 г/моль
   • Маса молекули вуглецю (C) = 12,01 г/моль
   • Маса молекули кисню (O) = 16,00 г/моль Зараз знайдемо молекулярну масу MgCO3: МgCO3 = 24,31 г/моль + 12,01 г/моль + (3 × 16,00 г/моль) = 24,31 г/моль + 12,01 г/моль + 48,00 г/моль = 84,32 г/моль

2. Зараз знайдемо кількість молей магній карбонату в 16,8 г: Кількість молей = Маса / Молекулярна маса Кількість молей MgCO3 = 16,8 г / 84,32 г/моль ≈ 0,199 моль

3. За реакцією розкладу магній карбонату утворюється карбон (IV) оксид (CO2) і оксид магнію (MgO). Оскільки магній має валентність +2, а кисень -2, то кількість молей карбон (IV) оксиду (CO2) буде дорівнювати кількості молей магній карбонату (MgCO3).

Таким чином, кількість молей CO2 = 0,199 моль.

4. Тепер можемо визначити об'єм карбон (IV) оксиду (CO2) за стандартних умов (0° C і 1 атмосферний тиск), використовуючи ідеальний газовий закон: V = (n * R * T) / P

   Де: V - об'єм газу (у літрах) n - кількість молей газу R - газова стала (0,0821 л/(моль·К)) T - температура в Кельвінах (температура в °C + 273,15) P - тиск (у атмосферах)

Для CO2 при 0°C (273,15 K) та 1 атмосферному тиску (1 атм): V = (0,199 моль * 0,0821 л/(моль·К) * 273,15 K) / 1 атм = 4,40 л

Отже, об'єм карбон (IV) оксиду, який виділиться під час розкладу магній карбонату масою 16,8 г, становить приблизно 4,40 л (літри) при стандартних умовах.