Question

Який об'єм вуглекислого газу виділиться при взаємодії 50 грамів розчину оцтової кислоти з масовою часткою цієї кислоти 9% з харчовою содою масою 4,2 грами? Яка кількість солі при цьому утвориться?​

Answer 1

Ответ:

1) Спочатку знайдемо кількість молярних еквівалентів оцтової кислоти:

м(оцтової кислоти) = маса / молярна маса = 50 г / 60 г/моль = 0,833 моль

Так як масова частка оцтової кислоти у розчині 9%, то маса розчину складає:

м(розчину) = м(оцтової кислоти) / 0,09 = 0,833 моль / 0,09 = 9,26 моль

2) Далі знайдемо кількість молярних еквівалентів харчової соди:

м(харчової соди) = маса / молярна маса = 4,2 г / 84 г/моль = 0,05 моль

3) Оскільки стехіометричний коефіцієнт для реакції оцтової кислоти і харчової соди дорівнює 1:1, то кількість молярних еквівалентів окремих речовин буде однакова і дорівнює 0,05 моль.

4) Об'єм вуглекислого газу, який утворюється при реакції, можна знайти за законом Гей-Люссака-Ламберта:

V(CO2) = n * Vm * (T / 273) * (P / 101,3)

де n - кількість молей вуглекислого газу, Vm - молярний об'єм (24,4 л/моль при нормальних умовах температури і тиску), T - температура (приймемо 25 градусів Цельсія), P - тиск (приймемо 1 атм).

V(CO2) = 0,05 моль * 24,4 л/моль * (298 К / 273 К) * (1 атм / 101,3 кПа) ≈ 1,06 л

Отже, при реакції виділиться близько 1,06 л вуглекислого газу.

5) Для реакції між оцтовою кислотою і харчової содою можна записати рівняння:

CH3COOH + NaHCO3 -> CH3COONa + H2O + CO2

Таким чином, після реакції утвориться сіль хлориду натрію (NaCH3COO) у кількості 0,05 моль, що відповідає масі:

м(солі) = n * M = 0,05 моль * 82 г/моль = 4,1 г

Отже, утвориться близько 4,1 г солі хлориду натрію.

Answer 2

Оцтова кислота має формулу CH3COOH, а харчова сода - NaHCO3.

Спочатку визначимо кількість речовини оцтової кислоти:

маса оцтової кислоти = маса розчину оцтової кислоти * масова частка оцтової кислоти
маса оцтової кислоти = 50 г * 0,09 = 4,5 г

Тепер визначимо кількість речовини харчової соди:

маса харчової соди = 4,2 г
молярна маса харчової соди (NaHCO3) = 22,99 г/моль + 1,01 г/моль + 12,01 г/моль + 16 г/моль * 3 = 84,01 г/моль

кількість речовини харчової соди = маса харчової соди / молярна маса харчової соди = 4,2 г / 84,01 г/моль ≈ 0,05 моль

За рівнянням реакції:

CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + H2O + CO2,

взаємодіючі речовини перетворюються в продукти. За сумою пробігу мольних коефіцієнтів у рівнянні, виділяється одна моль молекул CO2:

1 моль CO2 = 6,022 * 10^23 молекул CO2

Таким чином, для 0,05 моль харчової соди виділиться:

0,05 моль CO2 * (6,022 * 10^23 молекул CO2 / 1 моль CO2) ≈ 3,011 * 10^22 молекул CO2

Оскільки одна молекула CO2 складається з одного атома вуглецю (C) і двох атомів кисню (O), то кількість атомів кисню у 3,011 * 10^22 молекул CO2 буде рівна:

3,011 * 10^22 молекул CO2 * 2 атоми O / 1 молекула CO2 ≈ 6,022 * 10^22 атоми O

Запам'ятовуючи, що у харчовій соді любрується один атом натрію (Na), можна стверджувати, що кількість атомів натрію, яка входить у генерацію солі, буде рівна:

3,011 * 10^22 молекул CO2 * 1 атом Na / 1 молекула CO2 ≈ 3,011 * 10^22 атоми Na

Тож по закінченні реакції утвориться 3,011 * 10^22 атоми Na. Запам'ятовуючи, що одна молекула солі CH3COONa складається з одного атома натрію (Na), одного атома вуглецю (C), трьох атомів водню (H) і одного атома кисню (O), можна стверджувати, що кількість молекул солі буде рівна:

3,011 * 10^22 атоми Na * 1 молекула CH3COONa / 1 атом Na ≈ 3,011 * 10^22 молекули CH3COONa

Отже, при взаємодії 50 г розчину оцтової кислоти з масовою часткою 9% і 4,2 г харчової соди виділиться близько 3,011 * 10^22 молекул CO2, а утвориться така ж кількість молекул солі CH3COONa.