Question

Кальцинированная сода имеет широкое применение. В настоящее время её получают следующим образом. В насыщенный раствор хлорида натрия пропускают аммиак и углекислый газ, в результате протекает реакция: NH3 + CO2 + H2O + NaCl = NaHCO3p + NH4Cl. Образовавшийся в результате реакции гидрокарбонат натрия NaHCO3 выпадает в осадок. Затем его отфильтровывают и кальцинируют (обезвоживают) нагреванием до 140–160 C, при этом он переходит в карбонат натрия: 2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2n + H2On. Рассчитайте, аммиак какой массой необходим для получения кальцинированной соды массой 3,50 т.

Answer 1

Дано:  
Масса кальцинированной соды (Na2CO3) = 3,50 т = 3500 кг = 3,5 * 10^6 г.  

Найти:  
Массу аммиака (NH3), необходимую для получения данного количества кальцинированной соды.

Решение:  
1. Рассчитаем количество вещества (n) карбоната натрия (Na2CO3):  
   Молярная масса Na2CO3 (M_Na2CO3) = 2 * M_Na + M_C + 3 * M_O,  
   где M_Na = 23 г/моль, M_C = 12 г/моль, M_O = 16 г/моль.  
   M_Na2CO3 = 2 * 23 г/моль + 12 г/моль + 3 * 16 г/моль  
   M_Na2CO3 = 46 г/моль + 12 г/моль + 48 г/моль = 106 г/моль.

   Теперь найдем количество вещества Na2CO3:  
   n_Na2CO3 = m_Na2CO3 / M_Na2CO3  
   n_Na2CO3 = 3,5 * 10^6 г / 106 г/моль ≈ 33018,87 моль.

2. По уравнению реакции видно, что на 2 моль NaHCO3 получается 1 моль Na2CO3. Значит, количество NaHCO3, необходимое для получения Na2CO3:  
   n_NaHCO3 = 2 * n_Na2CO3 = 2 * 33018,87 моль ≈ 66037,74 моль.

3. Теперь определим количество аммиака (NH3), необходимое для реакции с образованием NaHCO3. Из уравнения реакции видно, что на 1 моль NH3 требуется 1 моль NaHCO3:  
   n_NH3 = n_NaHCO3 = 66037,74 моль.

4. Рассчитаем массу аммиака:  
   Молярная масса NH3 (M_NH3) = 14 г/моль + 3 * 1 г/моль = 17 г/моль.  
   m_NH3 = n_NH3 * M_NH3  
   m_NH3 = 66037,74 моль * 17 г/моль ≈ 1120241,58 г = 1120,24 кг.

Ответ:  
Для получения 3,50 т кальцинированной соды необходимо примерно 1120,24 кг аммиака.