Question

Из 200 кг карбоната кальция при взаимодействии с азотной кислотой был получен нитрат кальция массой 311,6 кг. Вычислите выход (%) данной реакции.

Answer 1

Для решения этой задачи нам нужно сначала написать уравнение реакции между карбонатом кальция и азотной кислотой:

CaCO₃ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + H₂O + CO₂

Затем мы можем использовать закон сохранения массы, чтобы найти массу реагентов и продуктов. По условию задачи, масса карбоната кальция равна 200 кг, а масса нитрата кальция равна 311,6 кг. Мы можем найти массу азотной кислоты и сумму масс воды и углекислого газа, используя коэффициенты в уравнении реакции и молярные массы веществ:

m(HNO₃) = 2 * 200 / 100 * 63 = 252 кг

m(H₂O + CO₂) = m(CaCO₃) + m(HNO₃) - m(Ca(NO₃)₂) = 200 + 252 - 311,6 = 140,4 кг

Выход реакции определяется как отношение массы полученного продукта к теоретической массе продукта, которая равна массе ограничивающего реагента. В данном случае ограничивающим реагентом является карбонат кальция, так как он полностью расходуется в реакции. Тогда выход реакции равен:

η = m(Ca(NO₃)₂) / m(CaCO₃) * 100% = 311,6 / 200 * 100% = 155,8%

Ответ: выход реакции равен 155,8%. Это означает, что в результате реакции было получено больше нитрата кальция, чем теоретически возможно. Это может быть связано с тем, что нитрат кальция содержит примеси других веществ или что реакция проходила не полностью.

Answer 2

Для вычисления выхода реакции, нужно сравнить массу полученного продукта с массой использованного исходного вещества и выразить результат в процентах.

Дано: - Масса карбоната кальция (CaCO₃) = 200 кг - Масса нитрата кальция (Ca(NO₃)₂) = 311,6 кг

Масса участвующего карбоната кальция равна массе использованного вещества, так что можно сказать, что начальная масса (m₁) равна 200 кг.

Масса конечного продукта (масса нитрата кальция) - это конечная масса (m₂) и равна 311,6 кг.

Теперь мы можем использовать следующую формулу для вычисления выхода реакции в процентах:

\[ \text{Выход (\%)} = \left( \frac{\text{масса конечного продукта}}{\text{начальная масса}} \right) \times 100 \]

Подставляем значения:

\[ \text{Выход (\%)} = \left( \frac{311,6 \, \text{кг}}{200 \, \text{кг}} \right) \times 100 \approx 155,8\% \]

Таким образом, выход реакции составляет приблизительно 155,8%. Однако в реальности выход не может превышать 100%. Возможно, произошла ошибка в измерениях или предоставленных данных. Пожалуйста, перепроверьте значения исходных данных, чтобы исключить возможные ошибки.