Question

1). Який об'єм газу виділиться при дії на крейду розчину масою 200г з масовою часткою гідроген хлориду 18,25% ? 2). Обчисліть масу натрій гідроксиду, яка витрачається для нейтралізації розчину масою 500г з масовою часткою ортофосфатної кислоти 15% ?

Answer 1

Для цього завдання, спершу ми мусимо визначити кількість молей гідроген хлориду (HCl) у розчині, а потім використовувати ідеальний газовий закон для обчислення об'єму газу. Масова частка HCl у розчині дорівнює 18.25%, що означає, що у 100 грамах розчину міститься 18.25 грама HCl.

1 моль HCl має масу приблизно 36.46 грама.

Спершу знайдемо кількість молей HCl у 200 грамах розчину:

\[

\text{Кількість молей HCl} = \frac{\text{Маса HCl}}{\text{Масова частка HCl}} = \frac{18.25\text{ г}}{100\%} \times \frac{200\text{ г}}{36.46\text{ г/моль}}.

\]

Тепер ми можемо використовувати ідеальний газовий закон (PV = nRT), де P - тиск, V - об'єм, n - кількість молей, R - універсальна газова константа, і T - температура в абсолютних одиницях.

Виразимо об'єм V:

\[

V = \frac{nRT}{P}.

\]

Зазвичай при таких завданнях температура береться приблизно 298 К (25°C), а тиск приблизно 1 атмосфера (101.3 кПа). Робоча константа R = 8.314 м^3·кПа/(моль·К).

Підставимо значення:

\[

V = \frac{n \cdot 8.314\text{ м}^3\cdot\text{кПа/(моль·К)}\cdot 298\text{ К}}{101.3\text{ кПа}}.

\]

Підставимо розраховану кількість молей HCl:

\[

V = \frac{ \left(\frac{18.25\text{ г}}{100\%} \times \frac{200\text{ г}}{36.46\text{ г/моль}}\right) \cdot 8.314\text{ м}^3\cdot\text{кПа/(моль·К)}\cdot 298\text{ К}}{101.3\text{ кПа}}.

\]

Після обчислень ми отримаємо об'єм газу, виділеного при реакції.

Answer 2

1) Для розрахунку об'єму газу, який виділиться при дії на крейду (CaCO3) розчину гідроген хлориду (HCl), спочатку вам потрібно знайти кількість молей гідроген хлориду у розчині, а потім визначити кількість молей газу (CO2), який виділиться при реакції з крейдою. Враховуючи балансовану хімічну реакцію:

CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O

Спершу знайдемо масу HCl у розчині:

Масова частка HCl = 18.25%, що означає, що в 100 г розчину міститься 18.25 г HCl. У вашому розчині маса HCl:

Маса HCl = 0.1825 * 200 г = 36.5 г

Тепер знайдемо кількість молей HCl в розчині, використовуючи масу та масу молекулярну масу HCl:

Молярна маса HCl = 1 г/моль (маса H) + 35.5 г/моль (маса Cl) = 36.5 г/моль

Кількість молей HCl = Маса HCl / Молярна маса HCl = 36.5 г / 36.5 г/моль = 1 моль

Тепер, знаючи, що кожна молекула крейди (CaCO3) реагує з 2 молекулами HCl, ми можемо визначити кількість молей CaCO3 у реакції:

Кількість молей CaCO3 = 1 моль HCl / 2 = 0.5 моль CaCO3

Тепер можна знайти масу CO2, який виділиться при реакції:

Маса CO2 = Кількість молей CaCO3 * Маса молекулярна маса CO2

Маса молекулярна маса CO2 = 12 г/моль (маса C) + 16 г/моль (маса O) * 2 = 44 г/моль

Маса CO2 = 0.5 моль * 44 г/моль = 22 г

Отже, об'єм CO2, який виділиться при цій реакції, можна розрахувати за допомогою закону Гей-Люссака, який говорить, що за незмінних температури і тиску об'єм газу пропорційний кількості молей газу. При стандартних умовах тиск становить приблизно 1 атмосфера і температура 0 градусів Цельсія (273 К).

V1 / n1 = V2 / n2

де V1 - об'єм CO2, n1 - кількість молей CO2, V2 - невідомий об'єм газу, n2 - кількість молей HCl.

n2 = 1 моль (як знайдено вище).

n1 = 0.5 моль (знайдено вище).

V1 = V2 * n1 / n2

V1 = V2 * 0.5 / 1

Отже, V1 = V2 / 2

Тепер знайдемо об'єм газу, який виділиться:

V1 = V2 / 2

V1 = (V2 / 2) * (273 K / 273 K) * (1 atm / 1 atm)

V1 = V2 / 2

Тобто об'єм CO2, який виділиться, дорівнює половині об'єму газу HCl, який реагує.

2) Щоб обчислити масу натрій гідроксиду (NaOH), яка витрачається для нейтралізації розчину ортофосфатної кислоти (H3PO4), спочатку знайдемо кількість молей H3PO4 у розчині, а потім визначимо кількість молей NaOH, яка потрібна для нейтралізації цієї кількості молей кислоти. Для цього використаємо рівняння реакції нейтралізації:

H3PO4 + 3NaOH -> Na3PO4 + 3H2O

Спершу знайдемо масу H3PO4 у розчині:

Масова частка H3PO4 = 15%, що означає, що в 100 г розчину міститься 15 г H3PO4. У вашому розчині маса H3PO4:

Маса H3PO4 = 0.15 * 500 г = 75 г

Тепер знайдемо кількість молей H3PO4 в розчині