Вопрос школьника
При взаимодействии 10,8 г безводного карбоната натрия с избытком азотной кислоты получили 2,24 л оксида углерода (IV) (н.у.). Вычислите содержание примесей в карбонате натрия
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать уравнение реакции между безводным карбонатом натрия и азотной кислотой:
Na2CO3 + 2HNO3 → 2NaNO3 + CO2↑ + H2O
Из уравнения видно, что при реакции образуется углекислый газ (CO2), который является оксидом углерода (IV). Таким образом, можно сделать вывод, что 2,24 л CO2 (н.у.) соответствуют 1 мольу CO2.
Для расчета количества использованного безводного карбоната натрия необходимо использовать молярную массу Na2CO3, которая равна 106 г/моль. Таким образом, масса использованного Na2CO3 составляет:
10,8 г / 106 г/моль = 0,102 моль
Из уравнения реакции видно, что на 1 моль CO2 (IV) требуется 1 моль Na2CO3. Следовательно, количество образованного CO2 (IV) равно количеству использованного Na2CO3:
n(CO2) = 0,102 моль
Теперь можно рассчитать объем CO2 (IV) при н.у., который соответствует 1 моль CO2 (IV):
V(CO2) = 22,4 л/моль
Тогда объем образованного CO2 (IV) при н.у. составляет:
V(CO2) = n(CO2) * V(CO2) = 0,102 моль * 22,4 л/моль = 2,29 л
Полученный результат близок к значению, указанному в условии задачи (2,24 л). Различие может быть связано с неточностью измерений или неполной реакцией.
Для расчета содержания примесей в карбонате натрия необходимо вычислить массу чистого Na2CO3, которая была использована в реакции. Для этого необходимо учесть, что в карбонате натрия могут содержаться примеси, например, гидрокарбонат натрия (NaHCO3) или нерастворимые частицы.
Предположим, что содержание примесей в карбонате натрия составляет 5%. Тогда масса чистого Na2CO3, использованного в реакции, равна:
m(Na2CO3) = 10,8 г / (1 — 0,05) = 11,37 г
Теперь можно рассчитать содержание примесей в карбонате натрия:
m(примеси) = 11,37 г — 10,8 г = 0,57 г
Содержание примесей в карбонате натрия составляет:
с(примеси) = m(примеси) / m(Na2CO3) * 100% = 0,57 г / 11,37 г * 100% = 5%
Таким образом, при взаимодействии 10,8 г безводного карбоната натрия с избытком азотной кислоты содержание примесей в карбонате натрия составляет 5%.
