Question

Определить объем углекислого газа выделившегося при взаимодействии 160 г карбоната натрия, содержащего 2% примесей, с соляной кислотой.

Answer 1

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2

 

100%-2%=98%

m(Na2CO3)=(160г*98%)/100%=156,8г

n(Na2CO3)=156,8г/106г/моль=1,5моль

n(Na2CO3)=n(CO2)

V(CO2)=1.5моль*22,4л/моль=33,6л

Answer 2

Для определения объема углекислого газа, выделившегося при взаимодействии карбоната натрия с соляной кислотой, мы можем использовать химическое уравнение реакции и закон пропорций.

Рассмотрим реакцию:

\[ Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \]

Из уравнения видно, что на каждые две молекулы карбоната натрия (молекула \(Na_2CO_3\)) образуется одна молекула углекислого газа (\(CO_2\)). Масса молекулы \(Na_2CO_3\) равна массе натрия (Na) + масса углерода (C) + 3 массы кислорода (O). Рассчитаем массу \(Na_2CO_3\):

\[ M_{Na_2CO_3} = 2 \cdot M_{Na} + M_C + 3 \cdot M_O \]

где \(M_{Na}\) - атомная масса натрия, \(M_C\) - атомная масса углерода, \(M_O\) - атомная масса кислорода.

Примем \(M_{Na} = 23 \, \text{г/моль}\), \(M_C = 12 \, \text{г/моль}\), \(M_O = 16 \, \text{г/моль}\).

\[ M_{Na_2CO_3} = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 46 + 12 + 48 = 106 \, \text{г/моль} \]

Теперь рассчитаем количество молекул \(Na_2CO_3\) в 160 г (масса карбоната натрия). Используем формулу:

\[ n = \frac{m}{M} \]

где \(n\) - количество молекул, \(m\) - масса, \(M\) - молярная масса.

\[ n_{Na_2CO_3} = \frac{160 \, \text{г}}{106 \, \text{г/моль}} \approx 1.509 \, \text{моль} \]

Теперь, учитывая коэффициенты в уравнении реакции, видим, что образуется такое же количество молекул \(CO_2\).

Теперь используем идеальный газовый закон:

\[ PV = nRT \]

где \(P\) - давление, \(V\) - объем газа, \(n\) - количество молекул газа, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура в Кельвинах.

При нормальных условиях (обычно принимают 0°С и 1 атмосферное давление), у нас есть \(T = 273 \, \text{K}\) и \(P = 1 \, \text{атм}\). Тогда:

\[ V = \frac{nRT}{P} \]

\[ V_{CO_2} = \frac{1.509 \cdot 0.0821 \cdot 273}{1} \approx 33.3 \, \text{л} \]

Таким образом, объем углекислого газа, выделившегося при взаимодействии 160 г карбоната натрия, составляет примерно 33.3 л.