Дано: m(Na2O•CaO•6SiO2)=10 т=10000 кг
Найти: m(Na2CO3)—?, m(Сa2CO3)—?, m(SiO2)—?, V(СО2)—?
Решение
1. Количество вещества шихты массой 10000 кг рассчитываем по формуле: ʋ=m/M, где M ― молярная масса.
M(Na2O•CaO•6SiO2)=478 кг/кмоль
ʋ(Na2O•CaO•6SiO2)=m(Na2O•CaO•6SiO2)/M(Na2O•CaO•6SiO2)=10000 кг : 478 кг/кмоль=20,9 кмоль
2. Составим химическое уравнение:
Na2CO3 + СаСO3 + 6SiO2 = Na2O•CaO•6SiO2 + 2CO2↑
По уравнению реакции количество вещества Na2CO3, CaCO3 и шихты одинаковое, поэтому:
ʋ(Na2CO3)=ʋ(CaСO3)=ʋ(Na2O•CaO•6SiO2)=20,9 кмоль
По уравнению реакции количество вещества SiO2 в 6 раз больше, а количество вещества СO2 в 2 раза больше, чем количества вещества шихты, поэтому:
ʋ(SiO2)=6•ʋ(Na2O•CaO•6SiO2)=6•20,9 кмоль=125,4 кмоль
ʋ(СO2)=2•ʋ(Na2O•CaO•6SiO2)=2•20,9 кмоль=41,8 кмоль
3. Массу заданного количества вещества вычисляем по формуле: m=ʋ•M.
M(Na2CO3)=106 кг/кмоль, M(СаCO2)=100 кг/кмоль, M(SiO2)=60 кг/кмоль
m(Na2CO3)=ʋ(Na2CO3)•M(Na2CO3)=20,9 кмоль • 106 кг/кмоль=2215,4 кг
m(Сa2CO3)=ʋ(Сa2CO3)•M(Сa2CO3)=20,9 кмоль • 100 кг/кмоль=2090 кг
m(SiO2)=ʋ(SiO2)•M(SiO2)=125,4 кмоль • 60 кг/кмоль=7524 кг
4. Объём заданного количества вещества вычисляем по формуле: V=ʋ•VM, где VM ― молярная масса.
V(СО2)=ʋ(CO2)•VM=41,8 кмоль • 22,4 м3/кмоль=936,32 м3
Ответ: 2215,4 кг Na2CO3, 2090 кг СаСО3, 7524 кг SiO2, 936,32 м3 СО2