Question

Обчисліть об’єм карбон(IV) за н.у., що виділиться в результаті взаємодії 5,3 г натрій карбонату й 8 г сульфатної кислоти.

Answer 1

Дано:
m(Na2CO3) = 5.3 г.
m(H2SO4) = 8 г.
--------------------------
Найти: V(CO2) - ?
Решение:
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2↑ + H2O
Найдём, какое вещество взято в избытке:
M(Na2CO3) = 106 г/моль 
n(Na2CO3) = 5.3/106 = 0.0528 моль
M(H2SO4) = 98 г/моль
n(H2SO4) = 8/98 = 0.0816 моль
Серная кислота взята в избытке, расчёт делаем по натрий карбонату.
Из УХР:
n(CO2):n(Na2CO3) = 1:1
n(CO2) = 0.0528 моль
V(CO2) = 0.0528 * 22.4 = 1.18 л.
Ответ: V(CO2) = 1.18 л.

Answer 2

Для обчислення об'єму газу, що виділиться під час взаємодії натрій карбонату (Na2CO3) і сульфатної кислоти (H2SO4), спершу необхідно знайти балансовану хімічну реакцію між цими сполуками:

Na2CO3 + H2SO4 -> Na2SO4 + H2O + CO2

З рівняння видно, що за кожен моль натрій карбонату реагує з одним молем сульфатної кислоти, утворюючи один моль CO2.

Тепер давайте знайдемо моларну масу кожної зі сполук:

• Маса Na2CO3 = 5.3 г
• Маса H2SO4 = 8 г

Моларні маси:

• Na2CO3 = 2 x 23 (два атоми натрію) + 12 (вуглець) + 3 x 16 (три атоми кисню) = 46 + 12 + 48 = 106 г/моль
• H2SO4 = 2 x 1 (два атоми водню) + 32 (сульфур) + 4 x 16 (чотири атоми кисню) = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль

Тепер, знаючи моларну масу кожної сполуки та коефіцієнти в рівнянні реакції, ми можемо обчислити, скільки молей кожної речовини бере участь у реакції.

• Молі Na2CO3 = маса / моларна маса = 5.3 г / 106 г/моль = 0.05 моль
• Молі H2SO4 = маса / моларна маса = 8 г / 98 г/моль = 0.082 моль

З рівняння реакції видно, що 1 моль Na2CO3 утворює 1 моль CO2. Отже, у нас утвориться 0.05 моль CO2.

Тепер ми можемо використати ідеальний газовий закон, щоб обчислити об'єм CO2 при нормальних умовах (н.у.). Умови нормалізації для газів включають тиск 1 атмосфера і температуру 0 °C або 273 K.

V = (n * R * T) / P

де:

• V - об'єм газу
• n - кількість молей газу (у нашому випадку, 0.05 моль)
• R - газова стала (8.31 Дж/(моль·K))
• T - температура в Кельвінах (273 K)
• P - тиск (1 атмосфера)

Підставимо значення:

V = (0.05 моль * 8.31 Дж/(моль·K) * 273 K) / 1 атмосфера

V = 113.625 Дж / атм

1 Дж/атм = 22.4 л (літр)

Отже, об'єм CO2 при н.у. становить:

V = 113.625 Дж/атм * 22.4 л/Дж = 2546.4 л

Отже, об'єм карбон(IV) оксиду (CO2), що виділиться в результаті цієї реакції, становить 2546.4 л при нормальних умовах.