Question

Сколько литров углекислого газа потребуется для превращения 10 г карбоната кальция в гидрокарбонат кальция?

Answer 1

Реакция превращения карбоната кальция (CaCO₃) в гидрокарбонат кальция (Ca(HCO₃)₂) происходит следующим образом:

\[ \text{CaCO}_3 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(HCO}_3\text{)}_2 \]

Молекулярная масса карбоната кальция (CaCO₃) равна примерно 100 г/моль. Чтобы найти количество молей 10 г карбоната кальция, мы делим массу на молекулярную массу:

\[ \text{Моли} = \frac{\text{Масса}}{\text{Молекулярная масса}} \] \[ \text{Моли} = \frac{10 \, \text{г}}{100 \, \text{г/моль}} = 0.1 \, \text{моль} \]

Согласно сбалансированной реакции, на одну моль карбоната кальция требуется одна моль \( \text{CO}_2 \). Таким образом, для 0.1 моль карбоната кальция потребуется 0.1 моль \( \text{CO}_2 \).

Объем \( \text{CO}_2 \) можно найти, используя уравнение состояния идеального газа:

\[ PV = nRT \]

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

Однако для точного расчета нужно знать давление и температуру. Если мы предположим стандартные условия (например, комнатная температура и давление 1 атмосфера), то универсальная газовая постоянная \( R \) равна примерно 0.0821 л·атм/(моль·К).

Подставим значения и решим для \( V \):

\[ V = \frac{nRT}{P} \] \[ V = \frac{(0.1 \, \text{моль}) \times (0.0821 \, \text{л·атм/(моль·К)}) \times (298 \, \text{K})}{1 \, \text{атм}} \]

Решив это уравнение, мы получим объем \( \text{CO}_2 \). Теперь, зная объем \( \text{CO}_2 \) и зная, что одна моль \( \text{CO}_2 \) при стандартных условиях занимает примерно 22.4 литра, мы можем найти количество литров \( \text{CO}_2 \):

\[ \text{Литры} = V \times 22.4 \]

Однако помните, что это приблизительные расчеты, и для точных результатов требуются точные условия реакции (давление и температура).