дано:
1. Объем углекислого газа (н. у.): V_CO2 = 36,0 дм³ = 36,0 л.
2. Массовая доля хлороводорода в соляной кислоте: w_HCl = 0,150.
3. Плотность соляной кислоты: ρ_HCl = 1,072 г/см³ = 1072 г/дм³.
найти:
1. Массу карбоната натрия (Na2CO3).
2. Объем соляной кислоты (HCl), необходимый для реакции.
решение:
1. Рассчитаем количество вещества углекислого газа, используя закон Бойля-Мариотта:
n_CO2 = V_CO2 / Vm,
где Vm (молярный объем газа при н.у.) ≈ 22,4 л/моль.
n_CO2 = 36,0 л / 22,4 л/моль ≈ 1,607 моль.
2. Уравнение реакции между карбонатом натрия и соляной кислотой:
Na2CO3 + 2 HCl → 2 NaCl + CO2 + H2O.
Из уравнения видно, что 1 моль Na2CO3 реагирует с 2 молями HCl.
Значит, для 1,607 моль CO2 потребуется:
n_Na2CO3 = n_CO2 = 1,607 моль.
n_HCl = 2 * n_Na2CO3 = 2 * 1,607 = 3,214 моль.
3. Рассчитаем массу карбоната натрия:
М(Na2CO3) = (2*23) + 12 + (3*16) = 46 + 12 + 48 = 106 г/моль.
m_Na2CO3 = n_Na2CO3 * М(Na2CO3) = 1,607 моль * 106 г/моль ≈ 170,42 г.
4. Рассчитаем массу соляной кислоты:
М(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 г/моль.
m_HCl = n_HCl * М(HCl) = 3,214 моль * 36,5 г/моль ≈ 117,81 г.
5. Теперь найдем объем соляной кислоты:
Используем формулу для плотности:
V_HCl = m_HCl / ρ_HCl = 117,81 г / 1072 г/дм³ ≈ 0,109 дм³ = 109 см³.
ответ:
Для получения углекислого газа объемом 36,0 дм³ требуется масса карбоната натрия 170,42 г и объем соляной кислоты 109 см³.