Вопрос школьника
Карбонат натрия взаимодействует с соляной кислотой. Вычислите, какую массу карбоната натрия нужно взять для получения оксида углерода (IV) объёмом 28,56 л (н. у.). Практический выход продукта 85%.
Ответ от учителя
Уравнение реакции между карбонатом натрия и соляной кислотой выглядит следующим образом:
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O
Из уравнения видно, что на каждый моль карбоната натрия приходится один моль оксида углерода (IV). Таким образом, для получения 28,56 л (н. у.) CO2 необходимо знать количество молей этого газа:
V = nRT/P
где V — объем газа, n — количество молей газа, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа в Кельвинах, P — давление газа.
Переведем объем газа в молях:
n = PV/RT = (1 атм * 28,56 л) / (0,0821 л * атм / моль * К * 298 К) = 1,19 моль
Так как практический выход продукта составляет 85%, то необходимо учитывать этот коэффициент при расчете массы карбоната натрия:
m(Na2CO3) = n(CO2) * M(Na2CO3) / 0,85
где M(Na2CO3) — молярная масса карбоната натрия.
M(Na2CO3) = 2 * M(Na) + M(C) + 3 * M(O) = 2 * 23 + 12 + 3 * 16 = 106 г/моль
Таким образом, масса карбоната натрия, необходимая для получения 28,56 л (н. у.) CO2, составляет:
m(Na2CO3) = 1,19 моль * 106 г/моль / 0,85 = 148 г
Ответ: для получения 28,56 л (н. у.) CO2 необходимо взять 148 г карбоната натрия.
